[发明专利]一种用于局部放电模式识别算法的PRPD图谱数据增强方法

权利要求书

1.一种用于局部放电模式识别算法的PRPD图谱数据增强方法，其特征在于：将不同格式的PRPD图谱图片通过背景色彩稳定且背景占比最大的特征进行背景特征的提取，通过PRPD图谱图片中局部放电信号的表示形式一般为实心圆或者实心矩形且占有多个像素点的特征进行局部放电幅值和相位的提取，实现PRPD图谱图片由图片格式向数据格式的转换，并完成归一化处理；通过随机抽取的方法实现PRPD图谱数据的有效扩充，完成PRPD图谱数据的增强。

2.根据权利要求1所述的一种用于局部放电模式识别算法的PRPD图谱数据增强方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将不同格式的PRPD图谱图片转化为RGB图片数据格式，记做矩阵pic_rgb[i,j]，其中i、j为像素点的坐标，每个坐标点包含r、g、b三个原色值；

S2、将矩阵pic_rgb[i,j]转换为灰度图矩阵pic_gray[i,j]，其中i、j为像素点的坐标，每个坐标点包含灰度值g，g的取值范围为0-255；

S3、利用PRPD图谱图片中背景色彩稳定且背景占比最大的特征，进行背景特征提取，具体步骤如下：

S301、初始化灰度频次数组N_gray[n]，n的取值范围为0-255；

S302、依次读取S2中获取的灰度图矩阵pic_gray[i,j]中各个像素点的灰度值g_ij，将数组N_gray[g_ij]对应的元素加1，直至全部像素点读取完毕；

S303、统计数组N_gray[n]中的最大值N_gray_max，对应的数组N_gray元素序号g_ij_max即为PRPD图谱图片中的背景特征值；

S4、初始化PRPD图谱图片的背景特征矩阵pic_back_flag[i,j]，初值全部为0；设定相对灰度范围参数δ和绝对灰度参数η，以g_ij_max±δ作为阈值范围在灰度矩阵中搜索，当pic_gray[i,j]在在此范围内，对应的pic_back_flag[i,j]值不变，当不在此范围内时且pic_gray[i,j]大于绝对绝对灰度参数η时，对应的pic_back_flag[i,j]值置为1；

S5、初始化PRPD图谱图片的图谱特征矩阵pic_flag[i,j]，初值全部为0；设定大小为p*q的滑动窗，将该滑动窗自图片的i＝0，j＝0处开始滑动，滑动方法为将滑动窗的最左上角像素点与图谱图片的像素点[i,j]重叠，计算各个像素点的图谱征矩阵pic_flag[i,j]，计算方法如下：

S6、利用PRPD图谱图片中局部放电信号的表示形式一般为实心圆或者实心矩形且占有多个像素点的特征进行局部放电幅值和相位的提取，具体步骤如下：

S601、初始化放电点的相位数组PD_phase[]和幅值数组PD_amp[]，用于存储PRPD图谱图片中放电点的相位和幅值；

S602、依次读取图谱特征矩阵的各元素，当元素值大于0.7时，将该像素点设定为局部放电点，将该像素点的横坐标存入数组PD_phase[]中，纵坐标存入PD_amp[]中；

S7、利用数组PD_phase[]和PD_amp[]按照统一规则重新绘制PRPD图谱图片，该图片即为归一化之后的PRPD图谱。

3.根据权利要求2所述的一种用于局部放电模式识别算法的PRPD图谱数据增强方法，其特征在于：针对S7中获取的归一化之后的PRPD图谱，在数组PD_phase[]和PD_amp[]对应随机抽取不同百分比的元素，按照统一的规则重新绘制PRPD图谱图片；设定t个百分比值，每个百分比值下随机抽取s次，即通过一张PRPD图谱的图片格式数据生成t*s张PRPS图谱数据。

4.根据权利要求2所述的一种用于局部放电模式识别算法的PRPD图谱数据增强方法，其特征在于：S4中，η取值大于5小于10，δ的取值不大于3，并且当g_ij_max+δ大于255时，阈值上限取255；当g_ij_max-δ小于0时，阈值下限取0。

5.根据权利要求2所述的一种用于局部放电模式识别算法的PRPD图谱数据增强方法，其特征在于：S5中，p和q的取值大于2且小于6。