[发明专利]一种基于SSIM算法的特高压输电线路通道隐患预警方法

说明书

一种基于SSIM算法的特高压输电线路通道隐患预警方法，获取输电线路通道的基准图片和待检测图片，基准图片指输电线路通道无隐患时的正常图片，待检测的图片为定时拍摄的相同输电线路通道位置的图片，通过结构相似度SSIM算法对比得到基准图片和待检测图片的差异图，根据差异图识别输电线路通道隐患。本发明能够提高实时视频可视化巡检的智能水平，减轻工作人员的负担，通过实时抓拍的图片与基准图片对比，找出差异部分，并进行图片标注，实现特高压输电通道隐患的识别。

技术领域

本发明属于电力技术领域，涉及超高压、特高压输电线路巡检和运维的可视化监测与可视化系统关键技术，为一种基于SSIM算法的特高压输电线路通道隐患预警方法。

背景技术

输电线路可视化巡检是保障电力输电线路安全运行的最直观、最重要的方式，应用越来越广泛。随着人工智能技术的快速发展，特别是图像识别技术的发展，输电线路智能化巡检的水平也越来越高。目前在特高压线路有两种可视化巡检手段，一种是通过无人机巡检，对关键设备进行拍照，然后对图片进行智能识别，整理出有问题的设备，供巡检人员参考。但是无人机巡检受天气、成本等因素的影响较大，特别是在偏远山区难以大规模推广应用。另外一种方式是在特高压杆塔上安装视频设备和电源设备，通过无线网络或者4G网络将视频信息传输到后台主站系统，实现了实时视频方式的特高压线路全天候巡检。但由于摄像头是安装在特高压杆塔上，导致图片拍摄角度、清晰度等较无人机方式有较大差距，设备缺陷识别的准确率较低，适用性较差，特高压输电通道环境复杂，图像识别技术对环境变化导致的隐患识别能力较差。

发明内容

本发明要解决的问题是：特高压输电线路通道周边环境复杂，现有的图像识别技术难以满足智能巡检的要求，本发明基于智能巡检的要求，提供一种基于图片相似度算法的特高压输电线路通道隐患的预警方法，通过图片相似度分析至少能部分解决现有图片识别技术无法满足环境变化导致的输电通道隐患，例如山体滑坡、泥石流、塔基沉降、山火等。

本发明的技术方案为：一种基于SSIM算法的特高压输电线路通道隐患预警方法，获取输电线路通道的基准图片和待检测图片，基准图片指输电线路通道无隐患时的正常图片，待检测的图片为定时拍摄的相同输电线路通道位置的图片，通过结构相似度SSIM算法对比得到基准图片和待检测图片的差异图，根据差异图识别输电线路通道隐患。

进一步的，对得到的差异图进行阈值处理，得到差异图轮廓，根据差异轮廓图在待检测图片中标注出差异，实现特高压输电通道隐患预警。

为了提高实时视频可视化巡检的智能水平，减轻工作人员的负担，本发明提出了基于图片结构性相似度(SSIM)算法实现特高压输电通道隐患的预警方法。通过实时抓拍的图片与基准图片(就是正常图片，存储在数据库中，可以是多张)对比，如果相似度低于设定好的限值，找出差异部分，并进行图片标注，实现特高压输电通道隐患的预警，其中，还可以根据不同的环境，通过调整差异度限值进一步提高预警的准确度。图像识别需要大量的训练样本进行深度学习，识别的准确率才能提高，否则识别不了真正的设备缺陷和通道隐患，现实的情况是特高压杆塔上的摄像头拍摄的样本几乎没有。而图像相似度比较是与正常的图片对比，正常的图片在系统运行过程中很容易得到，系统运行时间越长，正常的图片越多，通过相似度比较的结果越准确。一旦有真正的隐患发生，这时拍到的图片与基准图片的相似度会大大降低。本发明正是基于这一点来实现输电通道的隐患预警。