[发明专利]一种基于WIPI模型的红外成像SF6

说明书

本发明公开了一种基于WIPI模型的红外成像SF₆气体检测方法和系统，包括以下步骤：基于单帧红外图像模型，利用局部区域构造方法建立IPI模型；采用核范数最小化NNM模型来凸近似低秩矩阵的最小化表达式；采用加权核范数WNNM模型对所述最小化表达式进行重定义；将所述加权核范数WNNM模型转化为二次优化模型；建立奇异值表达式，使得迭代的奇异值能够自适应的更新权重，并通过WAPG算法进行求解。本发明采用加权核范数对背景图像进行约束，用加权核范数来近似红外背景图像的秩，自适应地赋予每个奇异值不同的权重，并通过WAPG算法来求解；通过自适应阈值分割算法，可准确地从稀疏目标图像中提取出SF₆气体泄漏点，有效提高了SF₆气体微小泄漏检测的精度。

技术领域

本发明涉及SF₆气体检测技术领域，尤其涉及一种基于WIPI模型的红外成像SF₆气体检测方法和系统。

背景技术

六氟化硫SF₆气体是一种无色、无味、无毒且化学性质极其稳定的惰性气体，具有优异的绝缘性能和灭弧能力，是一种优于油和空气的超高压绝缘材料，因此，SF₆气体被广泛应用于高压和超高压领域的电气设备，如六氟化硫全封闭组合电器，SF₆断路器。

但是随着时间的推移，由于制作工艺、材料质量和自然环境等原因，GIS中的SF₆气体泄漏的现象时有发生，泄漏的SF₆气体会带来严重的不良后果，会使得GIS无法正常运行，导致整个电网都无法正常运转，给电力系统造成极大的经济压力。其次，泄漏的SF₆气体在高压电弧的作用下会分解成多种低氟化物，这对电力运维人员的身体安全造成了一定的威胁。

现有技术中存在的红外成像检测方法，由于SF₆红外成像易受背景噪声影响，呈低对比度与低信噪比特性，这些因素使得SF₆微小泄漏检测变得十分困难。

为此，提供了一种基于WIPI模型的红外成像SF₆气体检测方法和系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明所述的一种基于WIPI模型的红外成像SF₆气体检测方法和系统，采用加权核范数对背景图像进行约束，用加权核范数来近似红外背景图像的秩，自适应地赋予每个奇异值不同的权重，并通过WAPG算法来求解，有效地挖掘了背景的潜在信息，解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明所述的一种基于WIPI模型的红外成像SF₆气体检测方法，包括以下步骤：基于单帧红外图像模型，利用局部区域构造方法建立IPI模型；采用核范数最小化NNM模型来凸近似低秩矩阵的最小化表达式；采用加权核范数WNNM模型对所述最小化表达式进行重定义；将所述加权核范数WNNM模型转化为二次优化模型；建立奇异值表达式，使得迭代的奇异值能够自适应的更新权重，并通过WAPG算法进行求解。

优选的，所述单帧红外图像模型为如下表达式：

f_D(x，y)＝f_T(x，y)+f_B(x，y)+f_N(x，y)，

式中，(x，y)分别表示像素点的横纵坐标，f_D(x，y)为原始红外图像，f_T(x，y)为目标图像，f_B(x，y)为背景图像，f_N(x，y)为噪声图像；

通过利用局部区域构造法将所述单帧红外图像模型转化为IPI模型，所述IPI模型为如下表达式：

D＝T+B+N，