[发明专利]一种基于Kaiser窗FFT四峰插值修正的图像融合方法

说明书

技术领域

本发明涉及供电系统电能计量领域以及数字化电能计量领域，具体涉及一种基于Kaiser窗FFT四峰插值修正的图像融合方法。

背景技术

绝缘性能劣化的高压设备在绝缘完全失效之前往往伴随有早期的异常发热或者放电征兆信号，发热伴随有红外线的辐射，而放电伴随有紫外线辐射，因此通过红外热像仪和紫外成像仪可间接地评估运行设备的绝缘状况并及时发现设备缺陷。

但在工程实际中，有些设备缺陷并不能同时被紫外成像仪和红外成像仪检测出，单用一种仪器容易出现漏检，缺乏红外紫外联合检测分析的机制。同时电力设备带电巡检费时费力，检修任务重、周期长，很难及时发现设备是否存在隐患，随着在线监测技术的发展，变电站设备检测工作也将实现向自动化、无人化、实时在线分析方向发展。

研发三波段光学成像在线监测装置，实现变电站全站电力设备的红外温度及SF6检漏、紫外、高清可见光联合实时监测，创新性地联合红外、紫外和高清可见光图像信息进行分析，结合电力行业标准，应用自适应神经网络对图像缺陷信息进行特征提取，迅速得出缺陷信息并进行分析判断，为检修提出相关依据。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于Kaiser窗FFT四峰插值修正的图像融合方法，充分利用峰值频率点左右四条谱线的对称性和Kaiser窗函数的优良的主、旁瓣性能，以达到高精度图像融合的要求。

本发明一种基于Kaiser窗FFT四峰插值修正的图像融合方法，包括以下步骤：S1：基于Kaiser窗FFT四峰插值修正公式、FFT的频移性和窗函数Kaiser的频谱在基波、谐波和间谐波峰值频率点左、右两侧四条对称谱线的幅值得到信号基波、谐波和间谐波的通用幅值、相位和频率插值修正公式；S2：根据所述通用幅值、相位和频率修正公式计算被测图像信号的基波、谐波和间谐波的幅值、相位和频率参量；S3：根据所述被测图像信号的基波、谐波和间谐波的幅值、相位和频率参量分别计算出基波、谐波、间谐波。

本发明一种基于Kaiser窗FFT四峰插值修正的图像融合方法，Kaiser窗函数是一组可调的窗函数，通过自由选择形状参数β来调整主瓣宽度和旁瓣高度的比重，β值越大，窗函数频谱的主瓣宽度越宽，旁瓣峰值越小。本专利采用形状参数β＝22的Kaiser窗函数，其主瓣宽度是28π/N，旁瓣峰值为-172dB，旁瓣衰减速率14dB/otc，具有较好的主、旁瓣性能。

另外，本发明基于Kaiser窗FFT四峰插值修正的图像融合方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，步骤S1进一步包括：S101：基于Kaiser窗FFT四峰插值修正公式、FFT的频移性和窗函数Kaiser的频谱在基波、谐波和间谐波峰值频率点左、右两侧四条对称谱线的幅值表达出四峰谱线幅值比值参数γ的公式；S102：对比值参数γ进行多项式拟合逼近，拟合出基于Kaiser窗FFT四峰谱线的通用频率修正系数δ的公式；S103：根据被测信号的幅值公式拟合出通用的幅值修正系数g(δ)的公式；S104：根据通用的幅值修正系数g(δ)的公式和通用频率修正系数δ的公式得到通用幅值修正公式、通用相位修正公式和通用频率修正公式。

进一步地，步骤S2进一步包括：S201：对图像信号分别施加Kaiser窗函数，并进行FFT变换以得到所述信号施加Kaiser窗函数的频谱；S202：利用峰值检测技术，分别检测出被测电压、电流信号的基波、谐波以及间谐波峰值点左、右两侧的四条对称谱线的幅值；S203：利用四峰谱线幅值比值参数比值公式，分别计算出图像信号的基波、谐波以及间谐波峰值点处的四峰谱线幅值比值参数γ的值；S204：根据图像信号的基波、谐波以及间谐波峰值点处的四峰谱线幅值比值参数γ的值，并根据所述Kaiser窗FFT四峰插值修正公式计算被测信号基波、谐波以及间谐波峰值点处的频率修正系数δ的值；S205：根据修正系数δ的值得到被测信号基波、谐波以及间谐波峰值点处的幅值修正系数g(δ)的值；S206：根据修正系数δ的值和修正系数g(δ)的值插值修正出被测电压、电流信号的基波、谐波和间谐波的幅值、相位和频率。

进一步地，通用频率修正系数δ的计算公式为：

δ＝3.1041273·γ+0.7046599·γ³+0.35296224·γ⁵+0.22441945·γ⁷+0.16913521·γ⁹。

进一步地，通用幅值修正系数g(δ)的计算公式为：