[发明专利]一种电力巡检中保护屏智能识别系统的构建方法

权利要求书

1.一种电力巡检中保护屏智能识别系统的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，标签识别：载入采集到的保护屏设备图像，识别图像中的标签区域，提取标签的轮廓以及包含区域，通过OCR光学字符识别技术识别标签内容，获得对应的设备配置信息；

步骤2，图像矫正：基于步骤1获得的标签轮廓，通过角点检测筛选出所需要的角点，根据角点计算得到仿射变换矩阵A，将矩阵A作用于所采集的图像上实现图像旋转与缩放的矫正；

步骤3，图像的预处理：利用标签的区域位置信息以及对应的设备配置信息对图像进行颜色空间转换和阈值化操作，将阈值化后的图像在行和列方向上进行直方图累加，利用累加得到的直方图对图像进行裁剪，获得新的图像；

步骤4，分类器的训练及使用：通过预先采集的保护屏设备图像，抠取压板开关的正例图像样本以及非目标的负例图像样本，提取样本的颜色特征直方图作为分类的特征，使用SVM进行训练获得分类器，对步骤3中获得的图像中的待识别像素区域生成高斯分布随机数，将采样的测试区域进行分类，保留正例像素区域，从而得到新的二值化图像；

步骤5，图像的行分割：从设备配置信息中获取图像的行数信息，利用步骤4获得的二值化图像的列累加直方图寻找合适的行分割点，进而获得按行分块的图像；

步骤6，图像的列分割：利用步骤1中获得的设备配置信息中获得相应每一行的开关数目，再利用步骤5中处理后的行分块图像计算行累加直方图寻找合适的列分割点，进而获得单个的待识别压板开关的阈值化图像；

步骤7，目标的定位：利用步骤6中获得的单个待识别压板开关的阈值化图像以及设备配置信息中的开关类别信息，确定聚类中心数量，利用K-Means算法对阈值化图像中的像素点进行聚类操作，获得每个像素所属的类别以及聚类中心，得到压板开关的每个部件的位置信息；

步骤8，状态的识别与反馈：利用步骤7中获得的压板开关的每个部件的位置信息，计算部件之间的相对位置关系进而判断出开关的状态，并将识别的状态反馈用户。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1包括：

载入采集到的保护屏设备图像作为原图像，将原图像按照标签颜色区域进行阈值化操作得到二值化图像，在二值化图像中寻找标签区域轮廓，并且找到轮廓对应的外接矩形，抠出标签对应的矩形区域作为待识别的目标区域，利用OCR光学字符识别技术识别标签编号，再依据标签编号获得对应的设备配置信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述设备配置信息中，所包含的参数包括当前保护屏压板开关的行数row_number、每一行中压板开关的类型row_type、每一行所包含的压板开关的个数number_per_row以及每个压板开关应为的状态state_per_object。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤2包括：

步骤2-1，将步骤1中获得的标签区域轮廓的点集记为label_contours，根据该点集label_contours获得标签区域轮廓的最小外接矩形；

步骤2-2，进行角点检测，获得最小外接矩形4个角点的坐标，选择其中三个角点坐标，以及它们所对应的原始坐标，计算出仿射变换矩阵A；

步骤2-3，将矩阵A作用于原图像实现旋转与缩放的矫正，得到尺度统一的图像。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤3包括：

步骤3-1，对步骤2-3所获得的尺度统一的图像进行颜色空间转换得到色度、明度、饱和度表示的HSV三通道图像，

步骤3-2，通过针对每一个保护屏统计得到的各个通道的阈值得到二值图像；

步骤3-3，根据步骤1中的标签位置信息，分别将二值图像的每一行累加至第一行，每一列累加至第一列得到一个行累加直方图与列累加直方图，裁剪直方图首尾部分得到新的图像。