[发明专利]一种六氟化硫压力仪表图像自动识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统仪表图像自动识别方法，具体是涉及一种计算机图像处理技术在GIS六氟化硫压力仪表图像自动识别领域的应用。

背景技术

输变电系统中，六氟化硫气体作为一种重要的绝缘介质，常常被用在高压、中压六氟化硫负荷开关，组合电气柜（GIS）等电气设备中，并通过压力表来对绝缘介质六氟化硫的压力进行监测，以确保设备的绝缘安全。

目前，大多数的仪表读数都是靠人工去现场读数采集，或者通过安装固定的摄像头来采集图像传回计算机再进行人工读数。上述数据采集方式需要大量的值守人员不断地在仪表和计算机前进行记录，增加了电站的管理成本和人力资源消耗，并且高压电站还具有一定的危险性，数据采集时需要对安全距离进行限制，从而降低了工作效率。如果能通过计算机模式识别技术对GIS六氟化硫压力仪表进行准确快速的自动识别，无疑对降低电站运行成本、提高可靠性将具有重要的作用。

计算机图像处理技术在工程领域特别是高压输电领域中有着广泛的应用。通过采用图像仪表自动识别技术，可以很好的解决人工仪表识别过程中存在的各种问题，提高识别的精度和效率，降低变电站的管理维护成本。目前，针对仪表图像识别的方法有多种，但是针对六氟化硫压力表这种特定仪表进行模式识别的方法很少，因此研究一种六氟化硫仪表图像指针读书模式识别技术具有非常大的实用价值。

发明内容

针对背景技术中提到的问题及现有研究方法的存在的不足，难以满足实际应用中六氟化硫压力表图像自动识别读数的需要，本发明提出了一种针对六氟化硫压力仪表的图像自动识别方法。

一种六氟化硫压力仪表图像自动识别方法，其特征在于，所述方法包括以下具体实施步骤：

A.首先通过仪表视频监控设备获取现场仪表指针图像，并将图像传回计算机;

B.对传回的彩色图像进行灰度化处理转化为灰度图像；

C.灰度化后的图像先采用形态学上的开运算进行图像膨胀，再将其进行灰度反转和灰度细化操作；

D.图像二值化处理，具体包括：

1)读入预处理后的灰度图像记为矩阵I，把矩阵I中整数值转化为浮点值，得到图像矩阵J；

2) 采用最大间类方法寻找合适的灰度阈值：记g为图像前景与图像背景的分割阈值，前景点数占图像比例为p，平均灰度为u；背景点数占图像比例为q，平均灰度为w，则图像的总平均灰度为： ;

3)前景和背景图像的方差：

，当方差g最大时，可以认为此时前景和背景达到最大差异，即为合适的灰度阈值;

4)结合步骤D中的灰度阈值把图像矩阵J二值化处理，通过差分化算法对图像进行优化，最后在对该图像进行中值滤波处理。

E.同时对灰度图像采用sobel算子边缘检测，得到仪表图像指针轮廓及图像刻度盘的边缘。

F.对图像矩阵J进行霍夫变换，从图像空间对应到参数空间（X，Y，P），通过搜索超过阈值的聚集点得到仪表图像圆心坐标和半径r，对于矩阵J中的某一点（x，y），如果是在圆心为和半径为r的圆上，则其对应的参数空间满足：

 ，其中 ，采用霍夫变换对仪表圆盘图像进行检测，可以把中心点和边缘准确找到。

G.根据圆形仪表刻度起点和终点的特征来提取参考点的坐标，本算法选终点位置为参考点。

H.根据步骤F和步骤G中获取的图像圆心坐标、参考终点坐标和指针坐标计算读数。

本发明为一种六氟化硫压力仪表图像自动识别方法，本发明相对于其他图像识别技术的优势在于不需要提前建立模板图像数据库，通过对图像的特征分离与识别可实现六氟化硫压力仪表图像指针自动识别读数，极大的方便了变电站工作人员对电力设备运行状态的远程监控，提高了工作效率，降低了变电站的运行维护成本，具有很高的工程实用价值。

附图说明

图1为本发明提供的一种六氟化硫压力仪表图像自动识别方法流程图；

图2为本发明图像二值化处理流程图；

图3为本发明针对六氟化硫压力仪表具体实施的图像识别过程和结果。

具体实施方式

下面结合附图，对六氟化硫压力仪表进行识别的具体操作过程。

A.图像获取：仪表监控设备获取当前仪表图像，通过传输设备传回计算机。

B.对获取的图像进行灰度变换，如图3（a）所示。