[发明专利]一种基于图像处理的复杂背景下输电线检测方法

说明书

一种基于图像处理的复杂背景下输电线检测方法，包括以下步骤：步骤1，通过无人机上搭载的摄像机或照相机航拍获取输电线图像；步骤2，对输电线图像采用Canny算子进行边缘检测；步骤3，采用区域生长方法去除小连通区域；步骤4，采用概率霍夫变换进行直线检测；步骤5，直线段筛选，去除伪直线段。本发明抗干扰能力强，稳定性好，能够在复杂背景下检测到真实的输电线信息，检测效果好，鲁棒性高。

技术领域：

本发明涉及数字图像处理领域，具体涉及一种基于图像处理的复杂背景下输电线检测方法。

背景技术：

在日益增长的电力需求推动下，我国对于电网的投资建设力度不断增大，输电线路的电压等级也在不断的提高，电力输送网络将更加密集。人工巡检是最传统的巡检方式，也是目前电力公司采用最多的巡检方式，巡检人员主要多借助望远镜或者红外检测设备，在电力线路走廊内对电力线路及杆塔进行非接触式检查，这种巡检方式效率低、周期长、危险程度高、成本高，受地理约束且极易出现漏检或误检等情况。

近些年来，随着国家逐渐放开低空管制等政策的施行，小型商用无人机得到了快速发展。由于无人机结构简单、便携性强、易操作和飞行稳定的特性，无人机在各个领域的应用成为研究的热点，国内外研究人员也纷纷开启了无人机巡检输电线路相关领域的研究，但是复杂多样的背景极大地提高了输电线的检测难度。其中，利用基于方向约束的多尺度线状目标强化方法对目标进行强化，然后对强化后结果进行一定角度范围内的Radon变换，并在Radon变换中引入识别目标的权重因子，但是此种方法只能检测出近似水平的输电线。利用Ratio算子进行输电线边缘检测，然后对边缘图像进行四连通聚类分析去燥，再采用Hough变换提取输电线和最小二乘拟合，此种方法同样只能检测出近似水平的输电线，约束条件苛刻。利用Canny算子边缘检测，Hough变换提取直线，再经过直线段编组合并，此种方法在复杂背景下检测效果较差，容易提取出大量的杂线段，影响后续直线段编组合并。

发明内容：

针对上述问题，本发明提供一种基于图像处理的复杂背景下输电线检测方法，能够克服复杂背景的干扰，精确地检测出输电线，鲁棒性较高。

为了实现本发明之目的，拟采用以下技术方案：一种基于图像处理的复杂背景下输电线检测方法，包括以下步骤：

步骤1：通过无人机上搭载的摄像机或照相机航拍获取输电线图像；

步骤2：对输电线图像采用Canny算子进行边缘检测，得到边缘图像E₁(x，y)；

步骤3：采用区域生长方法去除小连通区域，得到边缘图像E₂(x，y)；

步骤4：采用概率霍夫变换进行直线检测；

步骤5：直线段筛选，去除伪直线段。

本方案中所述步骤2采用Canny算子进行边缘检测，具体为：(1)采用高斯模版对图像进行平滑滤波，抑制图像的噪声；(2)使用Sobel算子计算梯度幅度与方向；(3)通过非极大值抑制来排除非边缘像素；(4)通过双阈值获得包含边缘信息的二值图像E₁(x，y)，其中边缘像素值为1，非边缘像素值为0。

进一步地，所述步骤3采用区域生长方法去除小连通区域，具体为：(1)从上到下，从左到右，选取边缘图像E₁(x，y)中一个未被分类的边缘像素点为种子点；(2)通过8-邻域像素点是否是边缘像素点的判定准则来完成区域生长，即8-邻域像素点是边缘像素点，则合并至同一类；(3)重复步骤(1)-(2)，直至所有的边缘像素点都完成分类；(4)统计每类中边缘像素点的数量，如果数量小于设定阈值，则此类中的边缘像素点都置0，转换为非边缘像素点，最终得到去除小连通区域后的边缘图像E₂(x，y)。