CN113255547B - 电力仪表指针图像轮廓计算方法 - Google Patents

Abstract

一种电力仪表指针图像轮廓计算方法，涉及电力系统技术领域，该方法利用摄像头拍摄变电所内电力仪表的指针，并对拍摄的仪表指针图像实施灰度处理后，对灰度图中的像素点，采用小区域划分配合相对值计算的方式，计算各个像素点的像素相对值及领近像素相对值，并根据计算结果筛选出属于电力仪表指针轮廓的像素点。本发明提供的方法，用于变电所辅助监控系统中识别电力仪表指针图像轮廓。

Description

电力仪表指针图像轮廓计算方法

技术领域

本发明涉及电力系统的技术，特别是涉及一种电力仪表指针图像轮廓计算方法的技术。

背景技术

在变电所辅助监控系统中，常常需要对视频图像中的电力仪表指针进行识别，以辅助判断指针数值，从单一的综合自动化信号监控模式到多种信号相互验证模式，这种对电力仪表指针图像进行识别的方式能提高监控可靠性和事故分析水平。

图像中的变电站仪表部分，指针图像和背景图像颜色差异较大，排除噪声后，轮廓特征明显，目前对于电力仪表指针图像识别方法，采用先建立识别模型，再利用离线图像样本对识别建模进行学习训练，再用训练好的识别模型对电力仪表指针的实时图像进行识别，这种识别方式比较复杂，需要大量的样本进行训练，涉及数据量较多，运算速度相对较慢，实现成本也相对较高。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种运算速度快，而且实现成本低的电力仪表指针图像轮廓计算方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种电力仪表指针图像轮廓计算方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)利用摄像头拍摄变电所内电力仪表的指针，并对拍摄的仪表指针图像实施灰度处理，将灰度处理后所得到灰度图定义为图像T；

对图像实施灰度处理的方式为：对每个像素点，令G＝R，B＝R，其中的G为像素点的绿色色值，B为像素点的蓝色色值，R为像素点的红色色值；

2)设置迭代初值i＝1，及一个初始为空的轮廓点集合SY；

3)取图像T的第i个像素点P(i)，设定以像素点P(i)为中心点并且边长为9个像素点的正方形区域为ZR区域；

如果ZR区域的整体位于图像T内，则转至步骤4)，反之则转至步骤9)；

4)将ZR区域等分为9个边长为3个像素点的正方形子区域，并将该9个正方形子区域定义为9个ZW区域；

每个ZW区域有1个中心像素点及8个非中心像素点，其中的位于中心部位的ZW区域的中心像素点为像素点P(i)，另外8个ZW区域的中心像素点定义为像素点P(i)的邻区中心点；

5)计算每个ZW区域的中心像素点的像素相对值，计算公式为：

H(s,j)的取值方法为：如果R(s,j)＞Rp(s)，则H(s,j)＝0，否则H(s,j)＝1；

式中，f(s)为第s个ZW区域的中心像素点的像素相对值，H(s,j)为第s个ZW区域的第j个非中心像素点的像素相对值，R(s,j)为第s个ZW区域的第j个非中心像素点的像素灰度值，Rp(s)为第s个ZW区域的像素平均灰度值；

6)如果像素点P(i)的像素相对值等于1，则转至步骤7)，反之则转至步骤9)；

7)计算像素点P(i)的领近像素相对值，计算公式为：

式中，D(i)为像素点P(i)的领近像素相对值，f(j)为像素点P(i)的第j个邻区中心点的像素相对值；

8)如果D(i)＝1，则将像素点P(i)归入轮廓点集合SY，再转至步骤9)，反之则直接转至步骤9)；

9)如果i＝n，则转步骤10)，反之则令i＝i+1，再转至步骤3)；

n为图像T中的像素点的数量；

10)将轮廓点集合SY中的各个像素点组成的图形作为电力仪表指针的图像轮廓。

本发明提供的电力仪表指针图像轮廓计算方法，通过小区域划分配合相对值计算的方式，可以有效剔除图像噪声，识别方式比较简单，参与运算的数据量较少，运算速度相对较快，实现成本也相对较低。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围，本发明中的顿号均表示和的关系，本发明中的英文字母区分大小写。

本发明实施例所提供的一种电力仪表指针图像轮廓计算方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)利用摄像头拍摄变电所内电力仪表的指针，并对拍摄的仪表指针图像实施灰度处理，将灰度处理后所得到灰度图定义为图像T；

对图像实施灰度处理的方式为：对每个像素点，令G＝R，B＝R，其中的G为像素点的绿色色值，B为像素点的蓝色色值，R为像素点的红色色值；

2)设置迭代初值i＝1，及一个初始为空的轮廓点集合SY；

3)取图像T的第i个像素点P(i)，设定以像素点P(i)为中心点并且边长为9个像素点的正方形区域为ZR区域；

如果ZR区域的整体位于图像T内，则转至步骤4)，反之则转至步骤9)；

4)将ZR区域等分为9个边长为3个像素点的正方形子区域，并将该9个正方形子区域定义为9个ZW区域；

每个ZW区域有1个中心像素点及8个非中心像素点，其中的位于中心部位的ZW区域的中心像素点为像素点P(i)，另外8个ZW区域的中心像素点定义为像素点P(i)的邻区中心点；

5)计算每个ZW区域的中心像素点的像素相对值，计算公式为：

H(s,j)的取值方法为：如果R(s,j)＞Rp(s)，则H(s,j)＝0，否则H(s,j)＝1；

式中，f(s)为第s个ZW区域的中心像素点的像素相对值，H(s,j)为第s个ZW区域的第j个非中心像素点的像素相对值，R(s,j)为第s个ZW区域的第j个非中心像素点的像素灰度值，Rp(s)为第s个ZW区域的像素平均灰度值；

6)如果像素点P(i)的像素相对值等于1，则转至步骤7)，反之则转至步骤9)；

7)计算像素点P(i)的领近像素相对值，计算公式为：

式中，D(i)为像素点P(i)的领近像素相对值，f(j)为像素点P(i)的第j个邻区中心点的像素相对值；

8)如果D(i)＝1，则将像素点P(i)归入轮廓点集合SY，再转至步骤9)，反之则直接转至步骤9)；

9)如果i＝n，则转步骤10)，反之则令i＝i+1，再转至步骤3)；

n为图像T中的像素点的数量；

10)将轮廓点集合SY中的各个像素点组成的图形作为电力仪表指针的图像轮廓。

Claims (1)

1.一种电力仪表指针图像轮廓计算方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)利用摄像头拍摄变电所内电力仪表的指针，并对拍摄的仪表指针图像实施灰度处理，将灰度处理后所得到灰度图定义为图像T；

对图像实施灰度处理的方式为：对每个像素点，令G＝R，B＝R，其中的G为像素点的绿色色值，B为像素点的蓝色色值，R为像素点的红色色值；

2)设置迭代初值i＝1，及一个初始为空的轮廓点集合SY；

3)取图像T的第i个像素点P(i)，设定以像素点P(i)为中心点并且边长为9个像素点的正方形区域为ZR区域；

如果ZR区域的整体位于图像T内，则转至步骤4)，反之则转至步骤9)；

4)将ZR区域等分为9个边长为3个像素点的正方形子区域，并将该9个正方形子区域定义为9个ZW区域；

每个ZW区域有1个中心像素点及8个非中心像素点，其中的位于中心部位的ZW区域的中心像素点为像素点P(i)，另外8个ZW区域的中心像素点定义为像素点P(i)的邻区中心点；

5)计算每个ZW区域的中心像素点的像素相对值，计算公式为：

H(s,j)的取值方法为：如果R(s,j)＞Rp(s)，则H(s,j)＝0，否则H(s,j)＝1；

式中，f(s)为第s个ZW区域的中心像素点的像素相对值，H(s,j)为第s个ZW区域的第j个非中心像素点的像素相对值，R(s,j)为第s个ZW区域的第j个非中心像素点的像素灰度值，Rp(s)为第s个ZW区域的像素平均灰度值；

6)如果像素点P(i)的像素相对值等于1，则转至步骤7)，反之则转至步骤9)；

7)计算像素点P(i)的领近像素相对值，计算公式为：

式中，D(i)为像素点P(i)的领近像素相对值，f(j)为像素点P(i)的第j个邻区中心点的像素相对值；

8)如果D(i)＝1，则将像素点P(i)归入轮廓点集合SY，再转至步骤9)，反之则直接转至步骤9)；

9)如果i＝n，则转步骤10)，反之则令i＝i+1，再转至步骤3)；

n为图像T中的像素点的数量；

10)将轮廓点集合SY中的各个像素点组成的图形作为电力仪表指针的图像轮廓。