[发明专利]一种基于红外图像的瓷绝缘子串铁帽盘面边缘检测方法

权利要求书

1.一种基于红外图像的瓷绝缘子串铁帽盘面边缘检测方法，其特征在于：包括以下步骤：对绝缘子串的红外图像进行预处理操作，所述预处理操作包括灰度化、中值滤波以及基于Otsu自动阀值的灰度线性变换图像增强三个部分；

对处理后的绝缘子串图像进行形态学处理，所述形态学处理包括骨架化、腐蚀以及膨胀操作；

当红外图像中绝缘子串倾斜时，利用绝缘子串图像的几何特征，确定中心点并采用Hough变换提取出绝缘子串所在直线，对绝缘子串倾斜角度进行估计矫正，将绝缘子串旋转至图像中的水平位置；

将传统多尺度形态学梯度算法中的三维梯度拓展至六维梯度，并对所述六维梯度进行求和；

利用改进的多尺度形态学六维梯度算法确定绝缘子串边缘所在像素点的位置，通过最大连通区域方法将所述绝缘子串单独进行提取；

通过确定面积阈值在提取出的绝缘子串上进行铁帽以及盘面的分割；

得到分割的铁帽以及盘面的二值区域。

2.根据权利要求1所述的一种基于红外图像的瓷绝缘子串铁帽盘面边缘检测方法，其特征在于：对处理后的绝缘子串图像进行形态学处理还包括：

在骨架化处理中，绝缘子串的水平中轴线作为骨架。

3.根据权利要求1所述的一种基于红外图像的瓷绝缘子串铁帽盘面边缘检测方法，其特征在于：对绝缘子串倾斜角度进行估计矫正还包括：

对二值图像细化，获取绝缘子串的骨架；

从骨架图中计算出交点，作为Hough变换的特征点集S，所述交点为Hough变换的直线集和绝缘子串的交点；

采用Hough变换对S进行直线拟合，计算出最长的拟合直线L和其倾斜角θ，即用该倾斜角对绝缘子串图像进行倾斜矫正。

4.根据权利要求3所述的一种基于红外图像的瓷绝缘子串铁帽盘面边缘检测方法，其特征在于：计算出最长的拟合直线L和其倾斜角θ还包括：

通过图像空间中的特征数据点去计算参数空间中的参数点的可能轨迹，并在一个累加器J(ρ，θ)中统计参考点，检测Hough域中曲线最频繁的交点(即J(ρ，θ)的最大值)，通过所述交点的直线即绝缘子串的位置，所述ρ以及θ为矫正的角度。

5.根据权利要求4所述的一种基于红外图像的瓷绝缘子串铁帽盘面边缘检测方法，其特征在于：还包括：

经过Hough变换，将绝缘子串区域调整为水平位置，矫正的角度与水平角度相差数值小于1°。

6.根据权利要求1所述的一种基于红外图像的瓷绝缘子串铁帽盘面边缘检测方法，其特征在于：通过最大连通区域方法将所述绝缘子串单独进行提取还包括：

分割得到的图像中仅存在绝缘子串，利用连通区域标记法将二值图像中所有像素点值为1的区域分别标记；

提取最大面积区域，所述最大面积区域即为绝缘子串区域。

7.根据权利要求1所述的一种基于红外图像的瓷绝缘子串铁帽盘面边缘检测方法，其特征在于：通过确定面积阈值在提取出的绝缘子串上进行铁帽以及盘面的分割还包括：根据灰度图像的投影统计计算过程，对于绝缘子串和导线像素点所构成的二值图像f′(x，y)，其中m为图像f′(x，y)的高度，n为f′(x，y)的宽度，则垂直方向的投影信号表示为：

其中

在MATLAB中输入处理后的图片f′进行上述操作，具体的算法过程如下：

1)对图像f′的起始列进行逐行扫描，像素点间距d定义为一列0，1的数组中连续1的最大长度，记录在二维数组D中，终点(i，j)的长度记为D(i，j)＝d，统计d出现的频数并记录在数组P中，即进行P(d)++操作；

2)对图像的下一列，同样按1)的方法进行操作，直至遍历整个图像；

3)滤去导线的干扰，导线的像素间距一般较小，且出现频数较高，设定阈值φ，令P(i≤φ)＝0；

4)去除边缘干扰，规定在间距值10％以内的都认为是等间距，则

5)求出P₁中频数最大的两极大值所对应的i，j，有P₁(i)＝max1，P₂(j)＝max2，(i＜j)，则i为铁帽的间距，j为盘面的间距；

6)根据i，j分别反向计算求出铁帽和盘面的二值图像；

7)形态学处理，角度恢复；

8)结束，得到分割的铁帽以及盘面的二值区域，用黑色区域表示铁帽区域，灰色区域表示盘面区域。