基于图像处理技术的绝缘子覆冰自动识别

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1、第37卷第1期要幕电力Vo1．37No．1EastOhiflaElectricPower2009年1月Jan．2009基于图像处理技术的绝缘子覆冰自动识别张成，盛戈嗥，江秀臣，曾奕，朱诚实(上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240)摘要：绝缘子覆冰是高压输电线路中经常出现并产生较大危害的异常运行状况。通过对绝缘子覆冰特征的分析，结合现场拍摄画面研究了基于图像处理技术对绝缘子覆冰的情况和图形特征量进行自动分析和识别的方法。主要基于图像平滑处理、阈值变换和轮廓跟踪等算法实现了基于现场图像的绝缘子覆冰及覆冰厚度等特征参数的自动识别。关键词：绝缘子

2、覆冰；图像处理；图像识别作者简介：张成(1984一)，男，硕士研究生，主要研究方向为输电线路在线状态监测。中图分类号：TM21文献标志码：A文章编号：1001-9529(2009)01-0l46一D4ApplicationofdigitalimageprocessingtoinsulatoricingidentificationZHANGCheng，SHENGGe—gao，JIANGXiu—chen，ZENGYi，ZHUCheng—shi(SchoolofElectronic，InformationandElectricalEngineering，Sh

3、anghaiJiaotongUniv．，Shanghai200240，China)Abstract：Iceaccretiononinsulatorsusuallycausesgreatdamagetohighvohagetransmissionsystems．Basedontheicingcharacteristicsoftheinsulatorandtheimagefeaturesoficedinsulatorstakenbydigitalcamerasinstalledonthetower，themethodforautomaticanalysis

4、andidentificationofinsulatoricingwasstudiedbyusingalgorithmsofimagesmoothingprocessing，thresholdtransformation，andcontourtracking．Keywords：insulatoricing；digitalimageprocessing；imageidentification绝缘子覆冰的危害相当严重，目前主要有两对于绝缘子覆冰的研究，目前很多工作大多种绝缘子覆冰检测方案：集中在电气特性的测量方面J。事实上，考虑绝(1)设立覆冰观测站⋯，由

5、专人职守并记录缘子覆冰的形态特征，不难发现一个最为直接的气象信息及覆冰情况。但设立站点一般较为偏特征：绝缘子覆冰后，其径向长度较未覆冰时增远，生活艰苦，人为因素较大，成本太高；大，而且这种增大直接反映了当前绝缘子覆冰的(2)在线路上安装测量张力、重量、气候等参程度。径向距离增大得越多，表明绝缘子覆冰状态越严重。数的传感器。本文的基本思路是根据前端数据采集系统拍但是张力、重量与覆冰状况之间的对应关系摄传回的现场实时照片，利用相关的图像处理技不明确，缺少直接判断依据，很难判断覆冰的冰术，找出绝缘子图像边界，进而计算分析绝缘子覆厚、冰量、导线覆冰类型等情况，

6、而且传感器的安冰的基本形态特征参数。装也不方便，因而应用受到限制。1．2相关的数字图像处理技术本文主要针对安装在杆塔上的数据采集终端(1)图象平滑处理装置拍摄的现场绝缘子数字照片，基于数字图像常用的图像平滑处理方法_3是领域平均法，处理技术研究自动识别绝缘子覆冰情况及其特征可用来消除麻点状噪声，其处理可表述为量的方法。结合图像预处理和轮廓跟踪等算法，开发了专门的应用软件，实现了绝缘子覆冰形态g(，y)=1∑∑h(m，n)f(x—m，Y—n)⋯(m．n)E特征的自动识别。(1)式中，(，y)——待处理图像；h(，Y)——处理函数；g1绝缘子覆冰的自动识别

7、(，y)——处理结果；——领域内所包含的像素总数；1．1覆冰绝缘子特征分析s——事先确定的领域，该领域不包括(，y)。张成，等基于图像处理技术的绝缘子覆冰自动识别147这种算法简单，计算速度快，但缺点是容易使图像模糊。领域取得越大，图像越模糊。采取阈值的领域平均法可解决这一问题。其基本原理是lllj用一个窗口(如3×3)沿图像移动，先求出窗口中除了待处理像元灰度值得平均值，若待处理值与这个平均值之差的绝对值超过了某一预先设定的阈值，则用均值代替该像元的灰度值；否则保持该像元灰度不变。(2)阈值变换阈值变换指图像上的所有点的灰度值只有两种可能，不为“0”

8、就为“255”。阈值变换函数表述为)：f0<(2)t255≥’式中卜设定的阈值。-(3)边缘检