零值絕緣子識(shí)別中的紅外圖像分割方法研究.pdf

1、絕緣子起著機(jī)械固定與電氣絕緣的作用，在輸配電網(wǎng)中被廣泛使用。瓷質(zhì)絕緣子在目前市場(chǎng)中占有很大的份額，它在長(zhǎng)期的運(yùn)行當(dāng)中會(huì)有一部分變成零值絕緣子，從而導(dǎo)致掉串或?qū)Ь€脫落等事故，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，零值絕緣子的識(shí)別是一件很重要的工作。
　　在智能人工氣候室中，基于紅外熱像的相對(duì)溫度分布特征和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的零值絕緣子識(shí)別方法被證明是切實(shí)可行的。該方法具有非接觸性、客觀、安全等眾多優(yōu)點(diǎn)，值得推廣使用。絕緣子紅外圖像分割是

2、整個(gè)檢測(cè)方法的基礎(chǔ)，它關(guān)系到整個(gè)方法的成敗。與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)拍攝的絕緣子紅外圖像相比，現(xiàn)場(chǎng)拍攝的紅外圖像難免會(huì)引入輸電線路、桿塔、連接金具、聯(lián)板等干擾物，這些干擾物會(huì)對(duì)圖像分割造成很大困難。目前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)拍攝的絕緣子紅外圖像而言，缺乏一種有效的絕緣子串區(qū)域分割方法。本文提出了一種考慮干擾物的絕緣子串分割方法，使上述零值絕緣子識(shí)別方法具有現(xiàn)場(chǎng)適用性。
　　針對(duì)零值絕緣子紅外圖像中正常絕緣子片、零值絕緣子片、環(huán)境大氣三者的溫度特點(diǎn)，使用最大類

3、間方差(Otsu)雙閾值法對(duì)圖像進(jìn)行分割。該方法具有不錯(cuò)的分割效果，但耗時(shí)長(zhǎng)，不利于提高現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的效率。將禁忌搜索算法引入到圖像分割中，將Otsu函數(shù)作為評(píng)價(jià)函數(shù)。分割結(jié)果表明，在不降低圖像分割效果的前提下，該方法能大大加快分割速度。
　　通過(guò)上述分割方法得到的二值圖像會(huì)包含有一部分干擾物，而最終的研究目標(biāo)為絕緣子串，因此還需進(jìn)行絕緣子串區(qū)域提取。絕緣子串高度曲線類似正弦曲線，在絕緣子片某處達(dá)到極大值，在鋼帽某處達(dá)到極小值。絕緣子

4、串區(qū)域的提取正是基于這一特點(diǎn)進(jìn)行的。絕緣子串區(qū)域提取的步驟為:(1)有必要對(duì)圖像進(jìn)行角度校正，使絕緣子軸線平行于水平方向，方便統(tǒng)計(jì)絕緣子串高度曲線。先對(duì)二值圖像進(jìn)行骨架提取和hough變換，獲取絕緣子串與水平方向的夾角以及絕緣子串的位置，再根據(jù)該夾角旋轉(zhuǎn)圖像。(2)在獲取絕緣子軸線位置的基礎(chǔ)上，初步縮小對(duì)象區(qū)域，并求取絕緣子串高度曲線及高度曲線的極大值序列。在該序列中，明顯偏大或偏小的值的個(gè)數(shù)比較少，大部分值和絕緣子片的高度比較接近，因