[发明专利]基于图像分类的复杂背景下输电线路图像处理方法

权利要求书

1.基于图像分类的复杂背景下输电线路图像处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：计算输电线路图像中与图像特征相关的各变量值；

步骤2：根据计算出的各变量值对输电线路图像进行分类；

步骤3：根据不同类别输电线路图像的特征，预估其对比度增强处理可能产生的效果，分别采用适合的滤波方法进行初次滤波；

步骤4：对不同类别输电线路图像分别进行适合的分段，再进行直方图均衡化增强处理，然后根据处理效果，分别采用适合的滤波方法进行二次滤波；

步骤5：采用canny边缘检测算法检测输电线路边缘；

步骤6：采用概率霍夫直线变换和形态学运算结合图像像素特征统计排除方法，对输电线路边缘进行提取，同时去除非输电线路边缘，得到最终的输电线路轮廓；

所述的步骤1中的变量值包括：输电线路图像的灰度平均值，亮度平均值，特定灰度值区间的像素点数量，RGB三通道的各通道像素平均值之差的绝对值，前景背景分割阈值，前景背景分割阈值与像素灰度平均值之差的绝对值；

所述的步骤2中的输电线路图像分类，具体包括以下步骤：

步骤A：判断像素灰度值在230—255区间的像素点数量，如果像素点数量值大于设定阈值a1则将输电线路图像划分为雪天类图像，否则为非雪天类图像；

步骤B：判断非雪天类图像RGB三通道的各通道像素平均值之差的绝对值，如果三个差值的绝对值中有一个大于设定阈值a2，则将输电线路图像划分为特殊颜色背景类图像，否则为正常颜色背景类图像；

步骤C：判断特殊颜色背景类图像的像素灰度平均值，当图像亮度平均值大于设定阈值a3时将输电线路图像划分为光照较强的特殊颜色背景类图像，否则为光照较弱的特殊颜色背景类图像；

步骤D：判断正常颜色背景类图像的前景背景分割阈值与像素灰度平均值之差的绝对值，当二者之差的绝对值大于设定阈值a4且像素灰度平均值大于设定阈值a5时，将输电线路图像划分为前景突出类图像；当二者之差的绝对值大于设定阈值a6且像素灰度平均值小于设定阈值a7时，将输电线路图像划分背景突出类图像；

步骤E：对于正常颜色背景类图像，当步骤D的条件都不满足时，转而判断图像亮度平均值，如果图像亮度平均值小于设定阈值a8时则将输电线路图像划分为光照不足类图像，图像亮度平均值大于设定阈值a8小于设定阈值a9则将输电线路图像划分为正常光照类图像，图像亮度平均值大于设定阈值a9将输电线路图像划分为光照强烈类图像；

步骤F：对于雪天类图像，首先判断RGB三通道的各通道像素平均值之差的绝对值，当三个差值的绝对值中有一个大于设定阈值a10时，将输电线路图像划分为特殊颜色背景的雪天类图像；

步骤G：如果三个差值的绝对值小于设定阈值a10时，转而判断图像亮度平均值，当图像亮度平均值小于设定阈值a11时将输电线路图像划分为光照较弱的雪天类图像；当图像亮度平均值大于设定阈值a11时，将输电线路图像划分为光照较强的雪天类图像；

所述的步骤4中的对不同类别输电线路图像分别进行适合的分段，再进行直方图均衡化增强处理，是针对不同类别的图像，分别根据图像本身的前景背景分割阈值对图像进行不同的分段，再进行直方图均衡化处理,其中直方图均衡化的分段区间和拉伸区间分别由图像前景背景分割阈值和像素灰度平均值经过线性变换取得。

2.根据权利要求1所述的基于图像分类的复杂背景下输电线路图像处理方法，其特征在于，所述的步骤3和步骤4 中的滤波方法包括：均值滤波，中值滤波，高斯滤波和双边滤波。

3.根据权利要求1所述的基于图像分类的复杂背景下输电线路图像处理方法，其特征在于，所述的步骤5中的canny边缘检测算法中的高阈值与低阈值两个参数是通过对最大类间方差法求出的输电线路图像的前景背景分割阈值进行线性变换得出。

4.根据权利要求1所述的基于图像分类的复杂背景下输电线路图像处理方法，其特征在于，所述的步骤6中的提取输电线路边缘并去除非输电线路边缘，具体包括以下步骤：

步骤A：对canny边缘检测过的输电线路图像进行形态学闭运算处理，用适当大小的模板填充去除比较细小的孔洞使图像更加平滑；

步骤B：用一个十字模板遍历经过形态学闭运算处理后的输电线路图像中像素值为255的像素，对照十字模板去掉不符合输电线路图像像素特征的像素点；

步骤C：对处理过后的输电线路图像进行概率霍夫直线检测；

步骤D：以适当大小的模板对概率霍夫检测后的输电线路图像进行形态学膨胀运算；

步骤E：将经过膨胀运算后的输电线路图像与canny边缘检测后的输电线路图像进行与运算，即对于两张图像中坐标相同的两个像素，如果像素值相等则保持像素值不变，像素值不相等则将像素值设为0，求出最终输电线路边缘特征图像。