一种输电线路耐张线夹X光图像压接缺陷检测方法技术

技术编号:37575873 阅读:19 留言:0更新日期:2023-05-15 07:52
本发明专利技术公开了一种输电线路耐张线夹X光图像压接缺陷检测方法。首先通过实际探伤工程收集耐张线夹X光图像,构建包含常见压接缺陷的耐张线夹X光图像样本集,利用对比度拉伸、拉普拉斯算子增强、CLAHE及高斯滤波等算法对图像样本集进行对比度增强预处理。引入SE注意力机制模块对原始YOLOv4的特征金字塔层进行改进,增强模型对耐张线夹X光图像压接缺陷通道特征的提取能力。采用预标注缺陷的耐张线夹X光图像数据集对改进YOLOv4模型进行训练和测试,并利用两次非极大值抑制搭建多网络融合缺陷检测模型,辅助输电线路运维人员快速识别耐张线夹X光图像中存在的缺陷类型。夹X光图像中存在的缺陷类型。夹X光图像中存在的缺陷类型。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路耐张线夹X光图像压接缺陷检测方法


[0001]本专利技术涉及输电线路领域,具体涉及一种输电线路耐张线夹X光图像压接缺陷检测方法。

技术介绍

[0002]耐张线夹作为架空输电线路关键电力金具,其主要作用为承受导线间和地线间的张力。耐张线夹连接性能的好坏直接关系到电力系统的安全稳定运行,近年来,因耐张线夹连接功能失效导致输电线路掉线停电的现象时有发生。运行经验表明,压接质量是决定线夹连接性能好坏的关键因素,为保证电力系统的安全稳定运行,需对待投运或运行中的三跨线路耐张线夹进行压接质量探伤检测。
[0003]目前,针对耐张线夹压接质量的探伤检测通常采用X射线无损检测技术,而对耐张线夹X光图像中存在的压接缺陷类型,普遍采取人工判别的方式进行,存在检测效率低,且判别结果易受人为因素影响等问题,对此,本专利技术提出了一种输电线路耐张线夹X光图像压接缺陷检测方法,具体包括图像对比度增强处理和改进缺陷检测模型。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题,本专利技术的目的在于提供一种输电线路耐张线夹X光图像压接缺陷检测方法,辅助输电线路运维人员快速识别耐张线夹X光图像中存在的缺陷类型。
[0005]为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种输电线路耐张线夹X光图像压接缺陷检测方法,包括如下步骤:
[0006]S1:通过实际探伤工程,建立包含N类缺陷的输电线路耐张线夹X光图像样本数据集,并进行缺陷类别标注;
[0007]S2:采用对比度拉伸、Gamma校正、拉普拉斯算子增强、限制对比度直方图均衡化和高斯滤波对耐张线夹X光图像对比度增强处理;
[0008]S3:引入SE注意力机制模块、CSP结构分别对YOLOv4模型的特征金字塔结构和SPP层进行改进,得到改进YOLOv4模型;采用对比度增强处理后的耐张线夹X光图像对YOLOv4模型和改进YOLOv4模型进行训练和测试;
[0009]S4:基于训练得到的YOLOv4模型和改进YOLOv4模型,利用两次非极大值抑制操作将YOLOv4模型和改进YOLOv4模型输出的预测框集合进行权值融合,构建多网络融合缺陷检测模型,用于对探伤检测所得耐张线夹X光图像进行检测。
[0010]进一步优选,所述改进YOLOv4模型三个通道网络;第一CBL
×
3模块、SPP模块、第二CBL
×
3模块、第一CBL模块、Upsam

pling层后和第二CBL模块融合,然后经第一CBL
×
5模块后进入第一通道网络和第二通道网络,在第一通道网络经第三CBL模块和上采样后与第一注意力模块SE和第四CBL模块的输出融合,第一注意力模块SE的输入为52
×
52
×
256图像第四CBL模块的输出,融合后经过第二CBL
×
5模块、第五CBL模块、第一Conv模块后输出52
×
52
×
18的特征图;第二通道网络包括第二注意力模块SE和第六CBL模块、第七CBL模块,第六CBL模块获取第一通道网络中第二CBL
×
5模块的输出,第二注意力模块SE的输入为第七CBL模块的输出,第六CBL模块的输出经下采样后与第七CBL模块和第二注意力模块的输出融合后经第三CBL
×
5模块、第八CBL模块、第二Conv模块后输出26
×
26
×
18的特征图;第三通道网络的第九CBL模块的输入为第三CBL
×
5模块的输出,第十CBL模块的输入为第二CBL
×
3模块的输出,为13
×
13
×
1024的特征图,第十CBL模块的输出经第三注意力模块关注后与第九CBL模块的输出融合,然后经第四CBL
×
5模块、第十一CBL模块、第三Conv模块后输出13
×
13
×
18的特征图。
[0011]通过1个CSP结构改进后的SPP层中,输入图像分别经Darknet Conv2D BN Leaky
×
3模块和Darknet Conv2D BN Leaky模块处理,Darknet Conv2D BN Leaky
×
3模块的四路输出中,一路无处理、另外三路分别经3
×
3卷积、9
×
9卷积、13
×
13卷积,然后将四路特征图经过Darknet Conv2D BN Leaky
×
2模块处理后与Darknet Conv2D BN Leaky模块的输出融合进入Concat+Darknet Conv2D BN Leaky模块处理。
[0012]步骤2的过程如下:
[0013]S21:对耐张线夹X光图像进行对比度拉伸及Gamma校正,得到第一次增强处理后的耐张线夹X光图像;
[0014]S22:对第一次增强处理后的耐张线夹X光图像依次进行拉普拉斯算子增强和CLAHE增强处理,得到第二次增强处理后的耐张线夹X光图像;
[0015]S23:利用高斯滤波算法对第二次增强处理后的耐张线夹X光图像进行滤波处理,滤除在对比度增强过程中产生的噪声或原始图像中含有的噪声,得到最终增强处理后的耐张线夹X光图像;
[0016]S24:引入峰值信噪比和结构相似度两个指标对增强后耐张线夹X光图像的失真程度进行评估。
[0017]进一步优选,CLAHE的增强具体包含:
[0018]1)将图像划分成多个相邻且不重叠的区域,大小为8
×
8,设各区域中灰度级最大为M;
[0019]2)计算局部区域的灰度直方图;
[0020]3)计算直方图截断阈值β,计算方法为其中,Z是各区域像素数,M是各区域灰度级最大值,对比度增强幅度限制系数α设为2;
[0021]4)根据计算得到的直方图截断阈值β对各区域局部直方图进行裁剪,将裁剪部分均匀分配到各灰度值的直方图中,各灰度级增加像素数的计算方法见其中,ξ是直方图中每个灰度级增加的像素数,P(x)是局部灰度直方图。循环上述裁剪操作,直至该区域局部直方图分布在截断阈值下方;
[0022]5)对处理后的局部直方图进行均衡化处理,并针对各区域利用双线性插值算法重构生成增强后的耐张线夹X光图像。
[0023]进一步优选,步骤S4中利用两次非极大值抑制操作将YOLOv4模型和改进YOLOv4模型输出的预测框集合进行权值融合,构建多网络融合缺陷检测模型;为进一步筛选冗余预测框,在进行第二次非极大值抑制时,交并比阈值、置信度阈值均设置为更小的值。
[0024]进一步优选,对预测框进行权值融合,具体包括以下步骤:1)根据多网络融合缺陷检测模型对各类缺陷检测的AP值计算置信度调整系数q
in
,置信度调整系数q
in
的计算方法为式中C表示本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于输电线路耐张线夹X光图像压接缺陷检测方法,其特征在于:包括如下步骤:S1:通过实际探伤工程,建立包含N类缺陷的输电线路耐张线夹X光图像样本数据集,并进行缺陷类别标注;S2:采用对比度拉伸、Gamma校正、拉普拉斯算子增强、限制对比度直方图均衡化和高斯滤波对耐张线夹X光图像对比度增强处理;S3:引入SE注意力机制模块、CSP结构分别对YOLOv4模型的特征金字塔结构和SPP层进行改进,得到改进YOLOv4模型;采用对比度增强处理后的耐张线夹X光图像对YOLOv4模型和改进YOLOv4模型进行训练和测试;S4:基于训练得到的YOLOv4模型和改进YOLOv4模型,利用两次非极大值抑制操作将YOLOv4模型和改进YOLOv4模型输出的预测框集合进行权值融合,构建多网络融合缺陷检测模型,用于对探伤检测所得耐张线夹X光图像进行检测。2.根据权利要求1所述的一种基于输电线路耐张线夹X光图像压接缺陷检测方法,其特征在于:所述改进YOLOv4模型三个通道网络;第一CBL
×
3模块、SPP模块、第二CBL
×
3模块、第一CBL模块、Upsam

pling层后和第二CBL模块融合,然后经第一CBL
×
5模块后进入第一通道网络和第二通道网络,在第一通道网络经第三CBL模块和上采样后与第一注意力模块SE和第四CBL模块的输出融合,第一注意力模块SE的输入为52
×
52
×
256图像第四CBL模块的输出,融合后经过第二CBL
×
5模块、第五CBL模块、第一Conv模块后输出52
×
52
×
18的特征图;第二通道网络包括第二注意力模块SE和第六CBL模块、第七CBL模块,第六CBL模块获取第一通道网络中第二CBL
×
5模块的输出,第二注意力模块SE的输入为第七CBL模块的输出,第六CBL模块的输出经下采样后与第七CBL模块和第二注意力模块的输出融合后经第三CBL
×
5模块、第八CBL模块、第二Conv模块后输出26
×
26
×
18的特征图;第三通道网络的第九CBL模块的输入为第三CBL
×
5模块的输出,第十CBL模块的输入为第二CBL
×
3模块的输出,为13
×
13
×
1024的特征图,第十CBL模块的输出经第三注意力模块关注后与第九CBL模块的输出融合,然后经第四CBL
×
5模块、第十一CBL模块、第三Conv模块后输出13
×
13
×
18的特征图。3.根据权利要求2所述的一种基于输电线路耐张线夹X光图像压接缺陷检测方法,其特征在于:通过1个CSP结构改进后的SPP层中,输入图像分别经Darknet Conv2D...

【专利技术属性】
技术研发人员:王郑徐望圣王金沛杜怀云何宝成彭冲但汉勇杨豪陈建余其龙宋青孙琦邓仕航李海锋郭帆宾云涛甘有洲赵书弘李德浩王洪啟张韩杰
申请(专利权)人:中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1