[发明专利]一种输电线路典型导地线线夹红外图像分割方法及系统

权利要求书

1.一种输电线路典型导地线线夹红外图像分割方法，其特征在于，包括步骤：

1)采集输电线路现场典型导地线线夹红外图像样本，并对每一红外图像进行分割标注；

2)以Mask R-CNN模型结合FPN特征金字塔结构为基础分割框架，并采用GuidedAnchoring锚点自适应方法生成锚点框，建立导地线线夹红外图像分割模型；

3)将获得的所有输电线路场景下典型导地线线夹红外图像样本及其对应的标注文件按比例随机划分为训练集和测试集；

4)利用训练集对上述导地线线夹红外图像分割模型进行训练，获得初步训练后的导地线线夹红外图像分割模型；

5)采用测试集检测初步训练后的导地线线夹红外图像分割模型性能，根据测试结果调整训练参数与检测置信度阈值，优化并固化导地线线夹红外图像分割模型。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路典型导地线线夹红外图像分割方法，其特征在于，步骤1)中，使用Labelme对红外图像制作对应的分割标注文件；所述分割标注文件符合COCO数据集的JSON标注文件标准；然后再将标注好的JSON标注文件转换成深度学习实例分割模型所支持的数据集格式，其中包含训练所需的info.yaml和label.png文件。

3.根据权利要求1所述的一种输电线路典型导地线线夹红外图像分割方法，其特征在于，所述步骤1)中的输电线路场景下典型导地线线夹红外图像样本是在各种电压等级的输电线路场景下，以输电线路中的常发热缺陷故障的典型导地线线夹作为目标，通过无人机红外摄像头正对目标左右偏差10度和拍摄距离5-10米范围内采集获得的图片。

4.根据权利要求3所述的一种输电线路典型导地线线夹红外图像分割方法，其特征在于，所述的典型导地线线夹包括导线耐张线夹、地线耐张预绞式线夹、地线耐张线夹和地线并沟线夹。

5.根据权利要求1所述的一种输电线路典型导地线线夹红外图像分割方法，其特征在于，所述步骤2)中，FPN特征金字塔网络结构将低分辨率、高语义信息的高层特征和高分辨率、低语义信息的低层特征进行自上而下的侧边连接，使得所有尺度下的特征都有丰富的语义信息。

6.根据权利要求5所述的一种输电线路典型导地线线夹红外图像分割方法，其特征在于，所述步骤2)中，高层特征做2倍上采样，然后将其和对应的前一层特征结合，前一层特征要经过1*1的卷积核才能用，目的是改变channels，要和后一层特征的channels相同，结合方式为像素间的加法；重复迭代该过程，直至生成最精细的特征图。

7.根据权利要求1所述的一种输电线路典型导地线线夹红外图像分割方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述的导地线线夹红外图像分割模型包括：特征提取骨干网络、GuidedAnchoring模块、RPN模块、RoIAlign模块、分类分支、坐标回归分支和mask掩膜预测分支；

图片通过图像增强预处理后输入模型，特征提取骨干网络为ResNet101，分阶段提取特征后，用FPN结构对各个阶段的特征进行融合，让不同尺度的特征图进行信息交互，之后在融合后的特征图上生成候选区域；

融合后的特征图采用Guided Anchoring模块生成检测锚点，通过Guided Anchoring自适应方法产生的锚点经过RPN模块生成带有候选框的ROI感兴趣区域，并对该RoI感兴趣区域的特征图进行RoIAlign操作获得特定尺度的特征图，作为后续的分类、回归和掩膜分支的输入；之后接上FC全连接层，实现目标分类和bbox回归；

最后在三分支的输出层分别获得RoI区域内目标的类别、坐标偏移和掩膜图，实现对线夹区域的辨识与分割。

8.根据权利要求7所述的一种输电线路典型导地线线夹红外图像分割方法，其特征在于，所述步骤2)中，Guided Anchoring模块引入两个新的分支来代替传统的锚点框生成过程，即锚点位置预测分支和锚点形状预测分支，根据这两个分支的输出结果与设定的阈值比较，首先得到特征图上可能存在目标的中心位置，再根据中心位置附近的局部特征预测最有可能的锚框形状。