CN116704316A - 基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法、系统及介质 - Google Patents

基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法、系统及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法、系统及介质,涉及机器视觉应用技术领域,本发明在现有的渗漏油检测技术基础上进行方法上的改进,先对图像进行预处理:先对图像进行阴影检测筛选出有阴影图像,将有阴影图像的阴影区域图像进行场景相关图像重构处理;构建以Densent为骨架的CNN网络结构,对实时图像进行预处理后输入目标检测模型中进行渗漏油检测;不仅保留了原始图像的完整性,避免去阴影带来的油污漏检现象,还通过场景相关图像重构技术淡化阴影,而保留阴影区域的原始细节,有效减轻阴影的干扰,提高变电站设备漏油检测精确度。

Description

基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法、系统及介质
技术领域
本发明涉及机器视觉应用技术领域,具体涉及基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法、系统及介质。
背景技术
变电站是整个电网的核心基础,与我们日常用电有着极大关联,因此,保证变电站一次设备安全、正常的运行具有极其重要的意义,其中主要需要监测的一次设备包括主变压器、油枕、散热片以及呼吸器等是否存在渗漏油的问题。但由于变电站现场环境较为复杂,如:设备之间相互遮挡、光照导致的投影等,给目标检测带来了极大的挑战;除此之外,还存在由于渗漏油的形状具有流体目标的不规则形、颜色在不同漏油程度呈现不同变化等问题。
近几年,变电站设备安全巡检中广泛应用到了视频监控技术。由于视频监控图像具有高效、便捷、精准的特点,在电力设备的在线监控中应用计算机视觉技术,将设备运行过程中的各类故障问题及时检测出来,可以有效减少人工巡检的人工消耗,确保对电厂设备监控有较高的质量和效率。
随着电子信息化技术的快速发展,数字图像识别技术逐步在变电站设备巡检中得到应用,在设备漏油检测中的应用也在近些年得到研究。现有的通过分析抓拍变电站的高清画面,自动识别异常图像并进行漏油渗油判定,由于变电站现场环境较为复杂,如:设备之间相互遮挡、光照导致的投影等造成光照阴影区域,由于油污区域与光照阴影区域极为相似,光照阴影区域易被误检为油污,因检测时未考虑这个因素,导致检测的精准度受到影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:现有的通过分析抓拍变电站的高清画面,自动识别异常图像并进行漏油渗油判定技术,在油污区域与光照阴影区域极为相似的情形下,光照阴影区域易被误检为油污,导致检测的精准度受到影响,本发明目的在于提供基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法、系统及介质,在现有的渗漏油检测技术基础上进行方法上的改进,先对图像进行阴影检测筛选出有阴影图像,将有阴影图像的阴影区域图像进行场景相关图像重构处理,一方面保留了原始图像的完整性,避免去阴影带来的油污漏检现象,另一方面,还对阴影区域图像进行场景相关图像重构,通过场景相关图像重构技术淡化阴影,而保留阴影区域的原始细节,针对因图像中阴影存在造成的“误识别”问题,可以有效减轻阴影的干扰,提高变电站设备漏油检测精确度。
本发明通过下述技术方案实现:
本方案提供基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法,包括:
获取变电站的历史图像数据;
对历史图像数据进行预处理:对图像数据进行阴影检测筛选出有阴影图像,裁剪出各有阴影图像的阴影区域,对阴影区域进行场景相关图像重构后拼接回原位;
训练检测模型:构建以Densent为骨架的CNN网络结构,基于预处理后的历史图像数据训练CNN网络结构得到目标检测模型;
实时检测:采集变电站的实时图像,对实时图像进行预处理后输入目标检测模型中进行渗漏油检测。
本方案工作原理:现有通过分析抓拍变电站的高清画面,自动识别异常图像并进行漏油渗检测的技术存在问题:由于变电站现场环境较为复杂,如:设备之间相互遮挡、光照导致的投影等造成光照阴影区域,油污区域与光照阴影区域极为相似,光照阴影区域易被误检为油污,因检测时未考虑这个因素,导致检测的精准度受到影响。
为了减弱漏油检测中阴影的影响,有通过循环训练的方法减弱阴影对增强照片的干扰,也有先对需要检测的图片进行颜色填充去阴影处理后再检测的方式减弱阴影干扰,但是通过增加训练次数来减弱光照阴影对检测精度的影响,并没有从本质上解决阴影的影响;而当需要检测的图片阴影部分存在油污时,颜色填充去阴影处理时可能错误填充油污区域,同样也会影响漏油检测的精度。鉴于此,本方案提供一种变电站渗漏油检测方法,在现有的渗漏油检测技术基础上进行方法上的改进,先对图像进行阴影检测筛选出有阴影图像,将有阴影图像的阴影区域图像进行场景相关图像重构处理,一方面保留了原始图像的完整性,避免去阴影带来的油污漏检现象,另一方面,还对阴影区域图像进行场景相关图像重构,通过场景相关图像重构技术淡化阴影,而保留阴影区域的原始细节,针对因图像中阴影存在造成的“误识别”问题,可以有效减轻阴影的干扰,提高变电站设备漏油检测精确度。
为了减弱漏油检测中阴影的影响,可以检测出图像数据的阴影区域后进行去阴影处理,针对有阴影图像和其对应无阴影图像的阴影部分在颜色、亮度上存在不一的问题,运用颜色补偿机制,直接以对应无阴影图像的颜色进行填充或颜色转移以去除阴影区域,然而当阴影区域有油污时,直接填充去除阴影时,会误将油污去除,给检测过程引入更大的误差;因此本方案对有阴影图像的阴影区域图像进行场景相关图像重构处理,弥补阴影区域图像颜色的同时,保留阴影区域图像的细节,避免直接填充去除阴影时误删除油污;
为了减弱漏油检测中阴影的影响,还可以将整个图像数据进行调整重构的技术,以减弱阴影效果,但是在进行调整重构时,整个图像数据的光线较强或出现反光的非阴影区域会与阴影区域同步调整,导致光线较强或反光区域的油污也会难以辨识;因此本方案提供了一种新的技术构思:检测出图像数据的阴影区域和非阴影区域后,对图像数据的阴影区域和非阴影区域区别处理,只对阴影区域进行调整重构,淡化阴影的同时保留了原始图像的完整性,减弱了阴影带来的油污漏检现象。
进一步优化方案为,阴影检测的方法包括:
获取图像数据的RGB图和深度图,对RGB图进行多尺度分割,并基于深度图计算RGB图中各像素点的法向量和空间位置信息;所述多尺度分割可以按照像素点分割,分割图的尺度n×n表示分割图中有n×n个像素点,在进行多尺度选取时以倍数形式选取,尺度间呈倍数关系,如n×n,3n×3n,5n×56n,…。
基于各像素点的法向量和空间位置信息计算在不同尺度分割图上各像素点的阴影置信度;
基于训练好的分类器将阴影置信度融合得到阴影检测结果。
对于阴影检测任务,现有的检测方法一般都只考虑了图像的色度、纹理、亮度等信息,而忽略了图像的深度信息,深度信息可获取图像的光照方向、场景结构和空间坐标等信息;本方案根据光照方向、场景结构和空间坐标信息来计算在不同尺度分割图上各像素点的阴影置信度可以准确识别阴影,避免将油污区域误识别为阴影区域,保证阴影检测的准确度。
对RGB图像进行多尺度分割后再进行阴影置信度的计算, 降低了原始图像的维度,减少了阴影置信度计算的数据量,上利用色度、法线、空间坐标及亮度信息估计图像的阴影置信度,同时融合阴影置信度不仅提高了运行速度,也解决了图像阴影检测结果不完整的问题。
进一步优化方案为,像素点的阴影置信度的计算方法包括:
计算超像素分割图上每个像素的色度相似度、法线相似度和空间位置相似度:以像素点p为中心选取局部领域,局部领域/>上共L个像素点,任意选取像素点q用于计算像素点p的色度相似度:/>
法线相似度:
空间位置相似度:
其中表示像素点p的色度,/>表示像素点q的色度, 色度表示强度标准化的颜色值;/>表示色度损失误差,/>表示像素点p的法线,/>表示像素点q的法线,/>表示法线损失误差;P表示像素点p的空间位置信息,Q表示像素点q的空间位置信息;
综合色度相似度、发现相似度和空间位置相似度得到像素点p的总体相似度
基于总体相似度计算像素点p的阴影置信度:
其中,/>为像素点p 的灰度值。
进一步优化方案为,阴影置信度融合的方法包括:
S1,基于不同尺度分割图上各像素点的阴影置信度对各分割图进行阴影判决:像素点p的阴影置信度为[0,1]区间中的值,某个像素点的阴影置信度越大,则该点越有可能是阴影;当像素点p的阴影置信度/>超过阈值E,则判决像素点p为阴影像素;否则判决像素点p为非阴影像素;当分割图上出现的阴影像素数量超过阈值时,判定该分割图有阴影。
S2,计算各分割图的阴影置信度;/>为分割图i的阴影判决结果,/>为分割图i对应的权重;/>为分割图i的一个像素点;
S3,配置n个分类器模型,并将n个分类器模型进行并联融合,各个分类器模型的训练是相互独立的,每个分类器模型将阴影判决结果及分类器权重值d作为模型的输出;其中/>
进一步优化方案为,场景相关图像重构的方法包括:
T1,裁剪出图像数据的阴影区域,先对阴影区域进行图像增强处理,然后将阴影区域转换为HSV 颜色空间,并分离出色度分量、饱和度分量和亮度分量;
T2,对亮度分量进行伽马校正得到校正图像层,对校正图像层进行双边滤波得到基本图像层,从校正图像层和基本图像层中分离出细节图像层;
T3,构建反色调映射函数对分细节图像层和校正图像层进行反色调映射操作得到重构亮度分量;
T4,将色度分量、饱和度分量和重构亮度分量融合得到重构图像。
进一步优化方案为,图像增强处理的方法包括:
T11,对阴影区域中的坐标点A, 以坐标点A为中心设置边长为W的矩形窗口;
T12,计算矩形窗口的直方图:P(r)=n(r)/W2;其中n为在矩形窗口中灰度级为r的像素数量;对直方图进行均衡化处理实现坐标点A的中心像素处理;
T13,移动矩形窗口以下一坐标点为中心,重复执行步骤T12直至实现阴影区域中所有坐标点的中心像素处理后,对阴影区域进行彩色图像RGB 各通道变换得到增强后的图像。
传统直方图均衡化的方法不适用于整个图像的增强,因为该方法忽视了图像中小区域细节的增强且对数据的处理不加选择,导致有可能将背景中干扰信息的对比度一同增加却降低有用信号的对比度,并且图像均衡化后灰度级的数量减少,一些细节数据也会丢失,因此本方案选取大小为W的局部矩形窗口分别以不同的坐标点为中心进行像素处理,就可以很好的避免细节数据的丢失。
进一步优化方案为,步骤T2包括以下子步骤:
T21,根据下式对校正图像层进行双边滤波:
其中,i和j分别为像素点的行坐标和列坐标,k,l分别为空间域和值域的领域范围内像素点的坐标,为加权系数,加权系数取决于空间域核和值域核的乘积;,/>为空间域损失误差,/>为值域损失误差;/>为校正图像层的像素点,/>为校正图像层在领域范围内的像素点,/>为基本图像层的像素点;
T22,用校正图像层的对应像素值减去基本图像层的对应像素值得到细节图像层的对应像素值。
进一步优化方案为,所述CNN网络结构中包含Transformer编码器,所述Transformer编码器用于在输入数据的语义信息特征图中添加可学习位置编码。
本方案还提供一种基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测系统,用于实现上述的基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法,包括:
采集模块,用于获取变电站的历史图像数据;
预处理模块,用于对历史图像数据进行预处理:对图像数据进行阴影检测筛选出有阴影图像,裁剪出各有阴影图像的阴影区域,对阴影区域进行场景相关图像重构后拼接回原位;
训练检测模块,用于构建以Densent为骨架的CNN网络结构,并基于预处理后的图像训练CNN网络结构得到目标检测网络;
实时检测模块,用于采集变电站的实时图像,对实时图像进行预处理后输入目标检测网络中进行渗漏油检测。
本方案还提供一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行可实现如上所述的基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
本发明提供的基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法、系统及介质,在现有的渗漏油检测技术基础上进行方法上的改进,先对图像进行阴影检测筛选出有阴影图像,将有阴影图像的阴影区域图像进行场景相关图像重构处理,一方面保留了原始图像的完整性,避免去阴影带来的油污漏检现象,另一方面,还对阴影区域图像进行场景相关图像重构,通过场景相关图像重构技术淡化阴影,而保留阴影区域的原始细节,针对因图像中阴影存在造成的“误识别”问题,可以有效减轻阴影的干扰,提高变电站设备漏油检测精确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中:
图1为基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法流程示意图;
图2为基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测系统结构示意图。
实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例提供基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法,如图1所示,包括:
步骤一:获取变电站的历史图像数据;
步骤二:对历史图像数据进行预处理:对图像数据进行阴影检测筛选出有阴影图像,裁剪出各有阴影图像的阴影区域,对阴影区域进行场景相关图像重构后拼接回原位;
阴影检测的方法包括:
获取图像数据的RGB图和深度图,对RGB图进行多尺度分割,并基于深度图计算RGB图中各像素点的法向量和空间位置信息;
基于各像素点的法向量和空间位置信息计算在不同尺度分割图上各像素点的阴影置信度;像素点的阴影置信度的计算方法包括:
计算超像素分割图上每个像素的色度相似度、法线相似度和空间位置相似度:以像素点p为中心选取局部领域,局部领域/>上共L个像素点,任意选取像素点q用于计算像素点p的
色度相似度:
法线相似度:
空间位置相似度:
其中表示像素点p的色度,/>表示像素点q的色度,/>表示色度损失误差,/>表示像素点p的法线,/>表示像素点q的法线,/>表示法线损失误差;P表示像素点p的空间位置信息,Q表示像素点q的空间位置信息;
综合色度相似度、发现相似度和空间位置相似度得到像素点p的总体相似度
基于总体相似度计算像素点p的阴影置信度:
其中,/>为像素点p 的灰度值。
基于训练好的分类器将阴影置信度融合得到阴影检测结果。
阴影置信度融合的方法包括:
S1,基于不同尺度分割图上各像素点的阴影置信度对各分割图进行阴影判决:像素点p的阴影置信度为[0,1]区间中的值,当阴影置信度/>超过阈值E,则判决像素点p为阴影像素;否则判决像素点p为非阴影像素;当分割图上出现的阴影像素数量超过阈值时,判定该分割图有阴影;
S2,计算各分割图的阴影置信度;/>为分割图i的阴影判决结果,/>为分割图i对应的权重;/>为分割图i的一个像素点;
S3,配置n个分类器模型,并将n个分类器模型进行并联融合,各个分类器模型的训练是相互独立的,每个分类器模型将阴影判决结果及分类器权重值d作为模型的输出;其中/>
场景相关图像重构的方法包括:
T1,裁剪出图像数据的阴影区域,先对阴影区域进行图像增强处理,然后将阴影区域转换为HSV 颜色空间,并分离出色度分量、饱和度分量和亮度分量;
图像增强处理的方法包括:
T11,对阴影区域中的坐标点A, 以坐标点A为中心设置边长为W的矩形窗口;
T12,计算矩形窗口的直方图:P(r)=n(r)/W2;其中n为在矩形窗口中灰度级为r的像素数量;对直方图进行均衡化处理实现坐标点A的中心像素处理;
T13,移动矩形窗口以下一坐标点为中心,重复执行步骤T12直至实现阴影区域中所有坐标点的中心像素处理后,对阴影区域进行彩色图像RGB 各通道变换得到增强后的图像。
T2,对亮度分量进行伽马校正得到校正图像层,对校正图像层进行双边滤波得到基本图像层,从校正图像层和基本图像层中分离出细节图像层;
步骤T2包括以下子步骤:
T21,根据下式对校正图像层进行双边滤波:
其中,i和j分别为像素点的行坐标和列坐标,k,l分别为空间域和值域的领域范围内像素点的坐标,为加权系数,加权系数取决于空间域核和值域核的乘积;,/>为空间域损失误差,/>为值域损失误差;/>为校正图像层的像素点,/>为校正图像层在领域范围内的像素点,/>为基本图像层的像素点;
T22,用校正图像层的对应像素值减去基本图像层的对应像素值得到细节图像层的对应像素值。
T3,构建反色调映射函数对分细节图像层和校正图像层进行反色调映射操作得到重构亮度分量;
T4,将色度分量、饱和度分量和重构亮度分量融合得到重构图像。
步骤三:训练检测模型:构建以Densent为骨架的CNN网络结构,基于预处理后的历史图像数据训练CNN网络结构得到目标检测模型;
所述CNN网络结构中包含Transformer编码器,所述Transformer编码器用于在输入数据的语义信息特征图中添加可学习位置编码。
步骤四:实时检测:采集变电站的实时图像,对实时图像进行预处理后输入目标检测模型中进行渗漏油检测。
实施例2
现有的主流检测模型的视觉检测框架如Yolo系列主要是提取图像的特征,并没有考虑到图像语义或者像素之间的关联性,然而由于变电站的需要检测部件表面的渗漏油存在特征不明显、渗漏变化大,极容易出现模型训练不收敛的情况,以及现场应用时,模型鲁棒性较差的问题。
基于上一实施例,本实施例提供以Densent为骨架的CNN网络结构,训练检测模型的具体过程如下:
首先是图像输入和特征提取:原始图像的输入尺寸为3×800×1066被送入CNN网络(本实施例使用Densent作为Backbone的CNN网络结构),采用下采样了1/32之后,以获得具有2048×25×34的维度大小的语义信息特征图。
接着是位置编码和对象查询:由Transformer编码器处理输入的特征图,对于每个位置,加入可学习位置编码(设置为100,可根据实际修改),并将目标检测问题定义为从一组查询中对所有对象进行集合预测,对象查询是由Transformer网络中一个特定的嵌入层产生的可学习向量,用于区分兴趣或目标之间的差异。
接着是编解码器:给定对象查询和特征图,解码器生成每个目标的类别和位置预测,同时利用多头自注意力机制来比较对象查询和特征空间中的每个位置(称为位置嵌入)的相关性。
然后是输出预测:解码器的输出是每个目标类别和对应边界框的得分,以及每个目标对应的查询位置。
最后是模型的损失函数,损失函数包括两个部分:分类损失和预测框损失;
1)分类损失:与常规的目标检测模型相比,DETR将物体检测问题视为一个集合预测问题(predicting a set),即所有可能的物体作为一个集合被直接预测。此损失函数使用交叉熵作为每个物体的分类损失函数。它将ground truth的目标类别映射到得分最高的预测物体。
2)框预测损失:用于计算预测框和ground truth框之间的差异。此损失函数使用Smooth L1 Loss或l1 Loss对边界框坐标进行回归。整体损失函数依然是基于这两部分损失函数的加权组合,同时还会惩罚序列排序错误以及防止序列长度过长或者过短的情形。
本实施例中的DenseNet Transformer是一种基于Transformer架构的目标检测算法,它通过利用Transformer的注意力机制来解决目标检测中的匹配问题。它不需要使用传统目标检测方法中预定义的锚框或候选框,而是将目标检测任务视为一个集合预测问题,即将所有可能的目标视为一个集合,模型直接对整个集合进行预测。DensenNettransformer使用Densetnet作为backbone提取输入图像的特征,DenseNet相对于ResNet的改进在于它采用密集连接(dense connection)的方式,使得每一层的输出都直接传递给后续所有层,而不是像ResNet那样只传递给后续一层。这种密集连接的方式有助于缓解梯度消失问题,促进信息的传递和重复使用,使得网络更加深层和有效,同时具备更少的参数和更快的收敛速度。
在transformer中的位置编码和encoder中采用查询模式,考虑到了模型特征之间的语义关联性,能对变电站场景的渗漏油检测有不错的效果。
实施例3
本实施例提供一种基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测系统,用于实现实施例1所述的基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法,如图2所示,包括:
采集模块,用于获取变电站的历史图像数据;
预处理模块,用于对历史图像数据进行预处理:对图像数据进行阴影检测筛选出有阴影图像,裁剪出各有阴影图像的阴影区域,对阴影区域进行场景相关图像重构后拼接回原位;
训练检测模块,用于构建以Densent为骨架的CNN网络结构,并基于预处理后的图像训练CNN网络结构得到目标检测网络;
实时检测模块,用于采集变电站的实时图像,对实时图像进行预处理后输入目标检测网络中进行渗漏油检测。
实施例4
本实施例提供一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行可实现如实施例1所述的基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法,其特征在于,包括:
获取变电站的历史图像数据;
对历史图像数据进行预处理:对图像数据进行阴影检测筛选出有阴影图像,裁剪出各有阴影图像的阴影区域,对阴影区域进行场景相关图像重构后拼接回原位;
训练检测模型:构建以Densent为骨架的CNN网络结构,基于预处理后的历史图像数据训练CNN网络结构得到目标检测模型;
实时检测:采集变电站的实时图像,对实时图像进行预处理后输入目标检测模型中进行渗漏油检测。
2.根据权利要求1所述的基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法,其特征在于,阴影检测的方法包括:
获取图像数据的RGB图和深度图,对RGB图进行多尺度分割,并基于深度图计算RGB图中各像素点的法向量和空间位置信息;
基于各像素点的法向量和空间位置信息计算在不同尺度分割图上各像素点的阴影置信度;
基于训练好的分类器将阴影置信度融合得到阴影检测结果。
3.根据权利要求2所述的基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法,其特征在于,像素点的阴影置信度的计算方法包括:
计算超像素分割图上每个像素的色度相似度、法线相似度和空间位置相似度:以像素点p为中心选取局部领域,局部领域/>上共L个像素点,任意选取像素点q用于计算像素点p的
色度相似度:
法线相似度:
空间位置相似度:其中/>表示像素点p的色度,/>表示像素点q的色度,/>表示色度损失误差,/>表示像素点p的法线,/>表示像素点q的法线,/>表示法线损失误差;P表示像素点p的空间位置信息,Q表示像素点q的空间位置信息;
综合色度相似度、发现相似度和空间位置相似度得到像素点p的总体相似度;基于总体相似度计算像素点p的阴影置信度:/>
其中,/>为像素点p 的灰度值,/>为阴影置信度可调参数。
4.根据权利要求3所述的基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法,其特征在于,阴影置信度融合的方法包括:
S1,基于不同尺度分割图上各像素点的阴影置信度对各分割图进行阴影判决:像素点p的阴影置信度为[0,1]区间中的值,当像素点p的阴影置信度/>超过阈值E,则判决像素点p为阴影像素;否则判决像素点p为非阴影像素;当分割图上出现的阴影像素数量超过阈值时,判定该分割图有阴影;
S2,计算各分割图的阴影置信度 ;/>为分割图i的阴影判决结果,/>为分割图i对应的权重;/>为分割图i的一个像素点;
S3,配置n个分类器模型,并将n个分类器模型进行并联融合,各个分类器模型的训练是相互独立的,每个分类器模型将阴影判决结果及分类器权重值d作为模型的输出;其中/>
5.根据权利要求1所述的基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法,其特征在于,场景相关图像重构的方法包括:
T1,裁剪出图像数据的阴影区域,先对阴影区域进行图像增强处理,然后将阴影区域转换为HSV 颜色空间,并分离出色度分量、饱和度分量和亮度分量;
T2,对亮度分量进行伽马校正得到校正图像层,对校正图像层进行双边滤波得到基本图像层,从校正图像层和基本图像层中分离出细节图像层;
T3,构建反色调映射函数对分细节图像层和校正图像层进行反色调映射操作得到重构亮度分量;
T4,将色度分量、饱和度分量和重构亮度分量融合得到重构图像。
6.根据权利要求5所述的基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法,其特征在于,图像增强处理的方法包括:
T11,对阴影区域中的坐标点A, 以坐标点A为中心设置边长为W的矩形窗口;
T12,计算矩形窗口的直方图:P(r)=n(r)/W2;其中n为在矩形窗口中灰度级为r的像素数量;对直方图进行均衡化处理实现坐标点A的中心像素处理;
T13,移动矩形窗口以下一坐标点为中心,重复执行步骤T12直至实现阴影区域中所有坐标点的中心像素处理后,对阴影区域进行彩色图像RGB 各通道变换得到增强后的图像。
7.根据权利要求5所述的基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法,其特征在于,步骤T2包括以下子步骤:
T21,根据下式对校正图像层进行双边滤波:
其中,i和j分别为像素点的行坐标和列坐标,k,l分别为空间域和值域的领域范围内像素点的坐标,为加权系数,加权系数取决于空间域核和值域核的乘积;,/>为空间域损失误差,/>为值域损失误差;/>为校正图像层的像素点,/>为校正图像层在领域范围内的像素点,/>为基本图像层的像素点;
T22,用校正图像层的对应像素值减去基本图像层的对应像素值得到细节图像层的对应像素值。
8.根据权利要求1所述的基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法,其特征在于,所述CNN网络结构中包含Transformer编码器,所述Transformer编码器用于在输入数据的语义信息特征图中添加可学习位置编码。
9.基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测系统,其特征在于,用于实现权利要求1-8任意一项所述的基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法,包括:
采集模块,用于获取变电站的历史图像数据;
预处理模块,用于对历史图像数据进行预处理:对图像数据进行阴影检测筛选出有阴影图像,裁剪出各有阴影图像的阴影区域,对阴影区域进行场景相关图像重构后拼接回原位;
训练检测模块,用于构建以Densent为骨架的CNN网络结构,并基于预处理后的图像训练CNN网络结构得到目标检测网络;
实时检测模块,用于采集变电站的实时图像,对实时图像进行预处理后输入目标检测网络中进行渗漏油检测。
10.一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行可实现如权利要求1-8中任意一项所述的基于阴影图像重构的变电站渗漏油检测方法。
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