[发明专利]一种用于复合绝缘子表面污秽状态的检测方法及系统

权利要求书

1.一种用于复合绝缘子表面污秽状态的检测方法，其特征在于，包括：

采集污秽绝缘子的高光谱图像，通过分割处理，获取绝缘子区域的像素点的高光谱数据和感兴趣区域的平均光谱数据，其中，所述感兴趣区域表示绝缘子污秽分布均匀的区域；

将所述高光谱数据作为未标记数据，构建第一数据库；

将所述平均光谱数据作为标记数据，通过等值盐密法得到所述感兴趣区域的污秽状态，以所述平均光谱数据为基础，构建第二数据库；

构建包含所述第一数据库和所述第二数据库的高光谱数据库，通过黑白校正、标准正态变换以及去除趋势校正，对所述高光谱数据库的光谱数据进行预处理后，采用选择性分段主成分分析法对全波段进行分组降维处理；

构建多分类半监督拟牛顿支持向量机模型，将降维处理后的所述光谱数据作为该模型的输入数据，进行两轮识别，分别识别灰密和盐密，并最终将两种分类结果组合。

2.根据权利要求1所述一种用于复合绝缘子表面污秽状态的检测方法，其特征在于：

在获取绝缘子区域的过程中，对所述高光谱图像进行分割处理的过程包括：

S201、从所述高光谱图像中提取RGB三色图；

S202、对RGB三色图进行高斯平滑；

S203、将RGB三色图转换至HSV颜色空间，并根据复合绝缘子自身颜色特点设置阈值得到绝缘子串区域的掩膜

S204、利用形态学操作对所述掩膜进行腐蚀和膨胀处理，用于使掩膜形状与绝缘子区域形状贴合；

S205、利用S204所得掩膜将绝缘子区域从原高光谱图像中分割出来，高光谱图像中除绝缘子区域的其他背景区域的光谱数据设置为0。

3.根据权利要求2所述一种用于复合绝缘子表面污秽状态的检测方法，其特征在于：

在对高光谱数据库进行黑白校正的过程中，所述黑白校正的步骤包括：

采集同一光照条件下目标绝缘子的原始高光谱图像I₀，关闭透镜盖后采集的反射率为0的全黑定标图像I_D以及打开镜头盖扫描校准白板的标准白色参考图像I_w，按照以下公式得到校正后的图像I：

4.根据权利要求3所述一种用于复合绝缘子表面污秽状态的检测方法，其特征在于：

在进行标准正态变换的过程中，对通过黑白校正后的数据的每一条光谱曲线进行SNV变换，其中，所述SNV变换表示为：

其中，m表示波点数，i表示第i条光谱曲线。

5.根据权利要求4所述一种用于复合绝缘子表面污秽状态的检测方法，其特征在于：

在进行去除趋势校正的过程中，利用最小二乘法进行二项式拟合，得到趋势曲线：

从光谱曲线中减去所述趋势曲线，得到处理后的光谱数据：

其中b₀、b₁、b₂为二项式系数，x为波长，Data为SNV处理后的光谱曲线，为趋势曲线，Data^*为去除趋势校正后的光谱曲线。

6.根据权利要求5所述一种用于复合绝缘子表面污秽状态的检测方法，其特征在于：

在进行分组降维处理的过程中，基于绝缘子表面污秽等级发生变化时，每个等级对应光谱曲线各波段变化情况，根据变化趋势可将所述全波段分为三个区域；

通过计算各波段相关性，将三个区域分为四个子群T1/T2/T3/T4：400～429nm波段、452.25～592.7nm波段，604.51～723.53nm波段，747.54～917.42nm波段，其中，四个子群之间存在较低的波段相关性，子群内部存在较高的波段相关性；

分别对每个子群进行主成分变换，将特征值降序排列，根据成分贡献度分别选取特征数据后，完成降维处理。