基于数学形态学的电晕日盲紫外图象处理方法研究.pdf

《基于数学形态学的电晕日盲紫外图象处理方法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第1／2期东北电力大学学报Vo1．33．No．1／22013年4月JournalOfNortheastDianliUniversityApr．，2013文章编号：1005—2992(2013)01／02—0148—04基于数学形态学的电晕日盲紫外图象处理方法研究尹立敏，张东建2，陶玉忠。(1．东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012；2．吉林省吉林市供电公司，吉林吉林132012；3．延边供电公司，吉林延边133000)摘要：针对紫外图象目标比较弱、对比度比较低和区域目标特点采用多

2、尺度形态滤波方法对紫外图象进行处理，实验证明该方法提高了图像的信噪比，弱化了噪声，提取了电晕放电区域，而且该算法易于并行处理，硬件实现容易。关键词：紫外图象；电晕检测；形态滤波中图分类号：TP391文献标识码：A目前，输电线路和变电站高压电力设备大多在大气环境下工作。随着设备自身绝缘性能的降低，或者表面污秽和湿度的增加，电力设备会产生电晕放电现象。长期放电会对设备的绝缘产生严重危害，尤其在开阔、寒冷的地区，架空输电线路和变电站经常会遇到恶劣的气候条件，严重时可能造成绝缘子闪络并危及电力系统的安全

3、运行J。及时准确地检测出电晕放电的位置和强弱对保证电力系统的可靠运行、减少人身事故和设备损坏有重要的意义。电晕是电力系统中重要的电能损耗原因之一，据不完全统计，全国每年因电晕损耗的电能达到了20．5亿kW．h_2J。电晕有时还会对无线电和高频通信产生干扰。所以及时的发现和检测电晕对节能和实现高质量的高频通信具有十分重要的意义J。利用电晕能够发出“日盲区”内的紫外光这一特性实现对其探测是目前电晕探测的首选方法，可以实现对电晕的全大候的可靠探测0紫外探测成像技术虽己比较成熟，但是电晕放电所发出的日盲

4、紫外信号比较弱，而且源于探测系统的噪声严重地影响了紫外图像的质量。本文提出一种基于数学形态学的电晕日盲紫外图象处理方法。针对紫外图象目标比较弱、对比度比较低、区域目标特点和实时性要求，本文采用基于数学形态学的多尺度形态滤波方法对紫外图象进行处理，实验证明该方法提高了图像的信噪比，增强了目标，弱化了噪声，而且该算法易于并行处理，硬件实现容易。1数学形态学的基本思想数学形态学作为一种用于数字图像处理和识别的新理论和新方法，它的理论虽然很复杂，被称为“惊人数学”，但它的基本思想却是简单而完美的。数学形

5、态学是一种以结构元素为基础的数学工具，其基本思想是利用一个称作结构元素的“探针”收集信号的信息，并通过探针在信号中不断移动来考察信号各个部分之间的相互关系，然后提取有用信息并分析信号的特征。数学形态学的基于集合的观点是极其重要的。基于集合观点的一个自然的结果是：形态学算子的性能主要以几何方式进行刻画，收稿日期：2012—09—14作者简介：尹立敏(1978一)，女，吉林省吉林市人，东北电力大学电气工程学院副教授，博士，主要研究方向：研究嵌入式系统和图象处理．第1／2期尹立敏等：基于数学形态学的电

6、晕日盲紫外图象处理方法研究149传统的理论却以解析方式的形式描述形态学算子的性能，而几何描述特点似乎更适合视觉信息的处理和分析。通常，形态学图像处理表现为一种邻域运算形式。有一种特殊定义的邻域称为“结构元素”，在每个像素位置上它与二值函数对应的区域进行特定的逻辑运算，运算结果为输出函数的相应像素。2数学形态学的基本运算数学形态学的数学基础和所用语言是集合论，其基本运算包括膨胀、腐蚀。腐蚀是一种消除边界点，使边界向内部收缩的过程。利用该操作，可以消除小且无意义的物体；腐蚀运算的定义：AOB=n{A

7、一6：b∈B}=6A[一6]A(1)这种定义方式从集合运算的角度定义腐蚀，即腐蚀可以通过将A平移一6(6∈B)并计算所有平移的交集得到，这在计算时十分简便，速度较快。从本质上讲，腐蚀是数学形态学在集合意义上定义的一个对结构元素的“减”运算，所有的形态学运算都基于这一基石之上。膨胀则是将与物体接触的所有背景点合并到该物体中，使边界向外部扩张的过程。利用膨胀操作，可以填补物体中的空洞。在实际运用中，基于这些基本运算的推导和组合还可以形成各种数学形态学的实用算法。开、闭运算是形态学的二次运算，图像对的

8、开运算定义为：A·B=(AOB)①B，(2)开运算还记为0(A，B)，Open和A。A被做开启运算就是A被腐蚀后的结果再被膨胀。这种互逆运算处理没有滤除的区域是信息无损的，即处理后该区域的形状和大小均保持不变。因此数学形态学的这种基本处理可以在不影响目标区域的情况下，滤除一部分其它区域。其特点是可以把比结构元素小的突刺滤掉，消除散点，使图像平滑]。因此，本文利用开启运算的这个特点，在保持图像主要细节不变的基础上，把比结构元素小的孤立图像滤除掉。3基于多尺度形态滤波的图像去噪形态滤波器是基于信号的