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一种应用于线上异物入侵检测的电力线轮廓提取方法技术

技术编号:8324098 阅读:490 留言:0更新日期:2013-02-14 03:46
本发明专利技术公布了一种应用于线上异物入侵检测的电力线轮廓提取方法。本发明专利技术基于计算机中相同的存储空间可以被重新分配和利用这一事实,克服了标准Hough变换算法需要大量的计算存储空间的缺点,利用直线上的两个点对来提取直线参数,通过动态分配内存和选取特殊的特征点的技术,从而避免了大量的不必要的计算,节省了内存空间,同时大大提高了电力线轮廓提取的效率。本发明专利技术方法基于Qt+OpenCV平台下开发,可以直接提供给电力系统智能视频监控系统中的电力线异物入侵检测模块调用,将电力线在图像中的具体位置(极坐标或直角坐标)返回给主系统。本发明专利技术算法复杂度低,实现简单,运算速度快。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及,属于应用于通过图像处理来实现电力线轮廓的提取识别,为后续的实现电力线异物入侵检测提供基础性的支撑,是实现智能视频监控线上异物入侵检测功能的关键方法。
技术介绍
电力线异物入侵极易导致电力线相间放电短路和电力线对杆塔或对避雷线放电短路,造成跳闸停电事故,严重影响电网的安全运行和供电可靠性,有效的检测电力线异物入侵具有积极重大的意义。在电力系统智能视频监控系统中,基于图像处理的电力线、绝缘子等关键部件的识别是实现异物入侵检测的前提条件。Hough变换提供了一种高效的检测图像中由直线、圆弧、二次曲线甚至任意曲线所构成形状的方法,该方法在目标检测识别中具有十分广泛的应用。Hough变换的基本原理在于利用点与线的对偶性,将原始图像空间的给定的曲线通过曲线表达形式变为参数空间的一个点,这样就把原始图像中给定曲线的检测问题转化为寻找参数空间中的峰值问题,也即把检测整体特性转化为检测局部特性,比如直线、椭圆、圆、弧线等。Hough变换在参数空间不超过二维的情况下,变换效果理想,优势明显。但Hough变换将图像中的每一个边缘点映射为参数空间中相应的曲线,一旦参数空间增大,计算量便会急剧上升,且需要预存的参数空间,耗费巨大的存储空间,耗时也随之猛增。常规Hough变换的不足主要有以下几点I、参数由直线的两个参数,即截距和斜率,上升到三个,即圆心坐标和半径,每个点映射成参数空间的一个曲面,是一到多映射,因而计算量急剧增大;2、需占用大量内存空间,耗时久、实时性差;3、现实中的图像一般都受到外界噪声的干扰,信噪比较低,此时常规Hough变换的性能将急剧下降,进行参数空间极大值的搜索时由于合适的阈值难以确定,往往出现“虚峰”和“漏检”的问题。对于直线的Hough变换检测,由于图像会出现伪峰值,也给检测带来了困难,限制了其应用。标准Hough变换算法(SHT算法)之所以需要大量的存储空间,主要是因为数字在计算机中是离散的。我们在计算机中实现SHT算法时,有一个事实常常被忽略,那就是计算机中相同的存储空间是可以被重新分配和利用的。
技术实现思路
本专利技术要解决上述现有技术的缺点,克服了 SHT算法需要大量的计算存储空间的缺点,提供。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案这种应用于线上异物入侵检测的电力线轮廓提取方法,包括以下步骤(I)选择种子点,对于一幅NXN的二值边缘图像,每次按顺序从k个边缘点组成的集合D= Kxi, Yi) I i = I, 2,. . . , kl中取出一个特征点作为种子点进行计算;(2)选取特征点,当确定种子点以后,依次从集合D剩下的特征点中选取一点参与运算,被选择的特征点和种子点将组成一个点对,从而唯一确定图像中的一条直线;(3)计算参数,检测穿过两个特征点对Kxi, Yi), (χ」,y」)}(其中i为种子点在集合D中的索引值,j满足i〈j Sk)的直线,由公式(I)、(2)可得其Hough变换参数,本专利技术在计算过程中只用到了参数θ ,故参数P可以不必计算,当Yi-Yj=O时,θ i;J = O ;本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种应用于线上异物入侵检测的电力线轮廓提取方法,包括以下步骤:(1)选择种子点,对于一幅N×N的二值边缘图像,每次按顺序从k个边缘点组成的集合D={(xi,yi)|i=1,2,...,k}中取出一个特征点作为种子点进行计算;(2)选取特征点,当确定种子点以后,依次从集合D剩下的特征点中选取一点参与运算,被选择的特征点和种子点将组成一个点对,从而唯一确定图像中的一条直线;(3)计算参数,检测穿过两个特征点对{(xi,yi),(xj,yj)}(其中i为种子点在集合D中的索引值,j满足iθi,j=tan-1(xi-xjyi-yj)---(1)|ρi,j|=|xiyi-xjyj|(xi-xj)2+(yi-yj)2---(2)(4)在参数空间进行累加,对于种子点(xi,yi),由公式(1)计算出不同的θi,j,设定一个一维累加器数组H(θ),为其分配特定的累加器细胞单元H(θi,j),并将其初始化为1,如果当计算出的θi,j(j=i+1,i+2,...,k)和已存在的θi,m(m=i+1,i+2,...,k)相等或者二者之差小于用户设定的一个误差容忍度δ,则使相应的细胞累加器单元H(θi,m)增加1,步骤(2)~(4)构成了一个小的迭代循环过程;(5)检测参数空间的峰值,程序经过一次上述迭代后,检测累加器数组H(θ)中各个单元的数目,预设阈值T,如果H(θi,j)>T,则由点(xi,yi)和参数θi,j可从图像中提取出一条直线;(6)将计算结果保存在另外的存储空间,根据步骤(5)的结果,可将种子点(xi,yi)对应参数(ρi,j,θi,j)保存在另外的一个数组H*(ρ,θ)中;(7)移除位于被检出的直线上的特征点,将位于步骤(6)得到直线上的特征点全部从集合D中予以删除,避免在连续的循环迭代中产生不必要的重复计算;(8)重新初始化参数空间,将种子点(xi,yi)所对应的累加器数组H(θ)空间释放,为接 下来的迭代所重复利用,步骤(1)~(8)组成了一个循环迭代过程,迭代结束后将重新选取种子点,开始一个新的循环迭代过程;(9)程序结束,最终得到的保存参数θ和ρ的数组H*(ρ,θ),即为检测到的直线参数数组。...

【技术特征摘要】
1.一种应用于线上异物入侵检测的电力线轮廓提取方法,包括以下步骤 (1)选择种子点,对于一幅NXN的二值边缘图像,每次按顺序从k个边缘点组成的集合D=Kxi, Yi) I i = I, 2,. . . , kl中取出一个特征点作为种子点进行计算; (2)选取特征点,当确定种子点以后,依次从集合D剩下的特征点中选取一点参与运算,被选择的特征点和种子点将组成一个点对,从而唯一确定图像中的一条直线; (3)计算参数,检测穿过两个特征点对Kxi,yi),(Xj,yj)}(其中i为种子点在集合D中的索引值,j满足i〈j ( k)的直线,由公式(I)、(2)可得其Hough变换参数,本发明在计算过程中只用到了参数Θ,故参数P可以不必计算,当yi-yj=0时,0^. = 0;2.根据权利要求I所述的一种应用于线上异物入侵检测的电力线轮廓提取方法,其特征在于确定种子点以后,依次从集合D中剩下的特征点中选取一点参与运算,被选择的特征点和种子点将组成...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐洪良沈建荣杨朝阳张峰李强孙磊蔡建辉刘岳镭
申请(专利权)人:余杭供电局国家电网公司
类型:发明
国别省市:

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