[发明专利]基于改进模糊集理论的高压输电线路绝缘子图像增强方法

权利要求书

1.一种基于改进模糊集理论的高压输电线路绝缘子图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取包含高压线和绝缘子的航拍图像，所述航拍图像为RGB类型的彩色图像；

步骤2，对所述航拍图像进行预处理，将彩色图像的RGB空间转换为HSI空间，并选取HSI空间的S分量作为灰度图F；

步骤3，利用模糊集理论提取灰度图F的模糊特征，采用公式1计算得到灰度图中每一个像素点(i,j)的灰阶相对于最大灰度值的隶属度μ_ij，进而将灰度图F从图像空间域转换到模糊域：

其中，F_d,F_e为变换系数，其范围为[0,1]，x_max为灰度图F的最大灰度值，x_ij为当前像素点(i,j)的灰度值；G(x_ij)表示灰度图F从图像空间域转换到模糊域；

步骤4，利用模糊增强算子对隶属度μ_ij进行修正，得到修正后隶属度u'_ij，因此，灰度图F的每一个像素点(i,j)均对应得到一个修正后隶属度u'_ij，所有修正后隶属度u'_ij组成模糊特征平面，模糊特征平面即为模糊域；

步骤5，对所述模糊域进行反变换，具体为：对模糊域中的每一个修正后隶属度u'_ij采用公式3进行反变换，得到每一个像素点(i,j)对应的新灰度值x_i'_j，从而将模糊域变换到图像空间域，得到新灰度图F'：

其中：G^-1为G的反变换；

步骤6，引入灰度线性变换，选用像素的相对灰度等级作为模糊特征，采用正弦隶属度函数对新灰度图F'进行模糊增强，得到模糊增强后的灰度图。

2.根据权利要求1所述的基于改进模糊集理论的高压输电线路绝缘子图像增强方法，其特征在于，步骤2中，对所述航拍图像进行预处理，将彩色图像的RGB空间转换为HSI空间，并选取HSI空间的S分量作为灰度图F，具体为：

首先对所述航拍图像进行压缩处理，然后再将彩色图像的RGB空间转换为HSI空间，并选取HSI空间的S分量作为灰度图F。

3.根据权利要求1所述的基于改进模糊集理论的高压输电线路绝缘子图像增强方法，其特征在于，步骤4中，利用模糊增强算子对隶属度μ_ij进行修正，得到修正后隶属度u'_ij，具体为：

采用公式2对隶属度μ_ij进行修正：

其中，r'表示隶属度修正时的迭代次数，取值为1或2；T^(r')(μ_ij)代表以μ_ij为输入参数进行r'次迭代。

4.根据权利要求1所述的基于改进模糊集理论的高压输电线路绝缘子图像增强方法，其特征在于，步骤6具体包括：

步骤6.1，利用正弦隶属度函数将新灰度图F'由图像空间域映射到模糊域中，得到模糊特征平面

其中：正弦隶属度函数为：

其中：G(x'_ij)表示新灰度图F'由图像空间域映射到模糊域；M为条件参数，取值范围在0和新灰度图F'的最小灰度值之间，k为调节参数；为模糊特征平面中每个像素点(i,j)对应的正弦隶属度值；x'_max为新灰度图F'的最大灰度值；

步骤6.2，采用公式5对模糊特征平面进行逆变换，将图像由模糊域映射回空间域中，得到每一个像素点(i,j)对应的逆变换后灰度值

所有像素点对应的逆变换后灰度值为增强后图像F”；

步骤6.3，对增强后图像F”进行灰度线性变换，从而对增强后图像F”进行灰度扩展，得到最终模糊增强后的灰度图。