電力系統(tǒng)中圖像識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用

張然 范治中 成都理工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

1 數(shù)字圖像識(shí)別技術(shù)

在數(shù)字圖像識(shí)別技術(shù)之中，第一步要把從監(jiān)控?cái)z像機(jī)中截取得到的實(shí)時(shí)圖片進(jìn)行保存，之后進(jìn)行圖像預(yù)處理、圖像特征提取以及特診抽取和選擇等圖像識(shí)別工作，圖像信息的獲取，就是指把一幅圖像轉(zhuǎn)換成適合輸入數(shù)字設(shè)備的圖像形式，將模擬圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像。獲得的彩色圖像一般用紅、綠、藍(lán)三基色的8位亮度值（0~255）表示。

圖像預(yù)處理，是將每一個(gè)文字圖像交給識(shí)別模塊進(jìn)行識(shí)別。圖像預(yù)處理通過(guò)計(jì)算機(jī)消除圖像中的噪聲和干擾，而把有用的真實(shí)信息恢復(fù)出來(lái)，將圖像轉(zhuǎn)化成電腦易于識(shí)別的模式。最大限度的簡(jiǎn)化圖像信息并提升像中的重要信息的可檢查度，從而改善特征抽取、匹配和識(shí)別的可靠性。

圖像特征提取就是指利用電腦提取得到圖像的信息，力求減少特征數(shù)據(jù)集中的屬性(或者稱為特征)的數(shù)目。特征提取的目的是從圖像中抽取能反映其本質(zhì)的特征，得到能夠用于判決的參數(shù)。

特征抽取和選擇是指在圖像識(shí)別中，通過(guò)圖像本身所具有的特征來(lái)進(jìn)行識(shí)別，以此將它們區(qū)分開(kāi)，最終得到想要的輸出圖像。

2 圖像識(shí)別內(nèi)容

圖像識(shí)別技術(shù)能夠讓電力體統(tǒng)中的設(shè)施變得易于管理維護(hù)和監(jiān)控。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)對(duì)它進(jìn)行了很多的科學(xué)研究，取得了大量的研究碩果。本文分析了數(shù)字圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)智能變電站中的防盜、指針位置和變壓器油液面位置的識(shí)別所起到的幫助以及識(shí)別的步驟與方法。

2.1 電力設(shè)施防盜

智能變電站中，能夠?qū)υ谧冸娬緝?nèi)部出入的人體物件進(jìn)行自動(dòng)的監(jiān)控和識(shí)別，而其就是利用了圖像識(shí)別技術(shù)。圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用電力系統(tǒng)中的防盜系統(tǒng)，主要有以下兩種方法。第一種方法是安裝高清攝像機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，將識(shí)別的圖片與原來(lái)的圖像進(jìn)行比較，利用算法得出進(jìn)入物體輪廓并進(jìn)行對(duì)比識(shí)別?；蛘撸雀鶕?jù)模式識(shí)別的過(guò)程框圖，對(duì)識(shí)別得到的紅外圖像進(jìn)行預(yù)處理，以此為基礎(chǔ)，利用基于形態(tài)學(xué)邊緣檢測(cè)的分割方法和基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的分水嶺分割方法，對(duì)電力設(shè)施內(nèi)部的物體的紅外周邊輪廓進(jìn)行掃描識(shí)別。

2.2 指針位置的識(shí)別

電力系統(tǒng)當(dāng)中，絕大多數(shù)設(shè)備中都存在帶有指針的指示表。如何來(lái)判斷表里面指針的位置，同樣可以利用圖像識(shí)別技術(shù)：例如采用預(yù)設(shè)區(qū)域指針查找法，先為設(shè)定預(yù)設(shè)警告領(lǐng)域，然后對(duì)截取得到的目標(biāo)圖像進(jìn)行坐標(biāo)位移變換，從圖中找到指針圓心，確定指針位置和預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)的對(duì)比關(guān)系，通過(guò)以上步驟就能夠在預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)判斷指針是否存在，若發(fā)現(xiàn)指針出現(xiàn)在領(lǐng)域內(nèi)則立即發(fā)出警報(bào)，若未找到指針則繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)控；或者是設(shè)定好預(yù)設(shè)警告角度，先找出指針圓心位置后再識(shí)別出指針的角度，最后用識(shí)別出的指針角度去比較原始的預(yù)設(shè)角度，判斷要不要發(fā)出警報(bào)。

2.3 變壓器油液面位置的識(shí)別

在電力系統(tǒng)中，變壓器中油的液面高度會(huì)隨著內(nèi)部溫度的升高而升高。盡管變壓器一般都配有溫度計(jì)來(lái)測(cè)量它內(nèi)部的溫度，但是通過(guò)這種方式得到的溫度數(shù)據(jù)并不能很好的反應(yīng)變壓器中實(shí)時(shí)溫度。同時(shí)，隨著工作時(shí)長(zhǎng)的不斷增加，變壓器自己還會(huì)出現(xiàn)材料侵蝕老化、密封性能下降等情況，導(dǎo)致變壓器中油的密封性能下滑甚至泄漏。而數(shù)字圖像識(shí)別技術(shù)則能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確的反映出變壓器油液面所在的位置。變壓器油液面顯示方式類似于水銀溫度計(jì)，只用使用水平投影即可對(duì)變壓器油液面位置進(jìn)行識(shí)別。

3 識(shí)別處理結(jié)果

在電力系統(tǒng)的數(shù)字圖像識(shí)別過(guò)程中，開(kāi)始對(duì)電力設(shè)備設(shè)施進(jìn)行監(jiān)視前需預(yù)先設(shè)置好初始位置和初始閾值，一旦發(fā)現(xiàn)識(shí)別物體的輪廓位置出現(xiàn)變化、指針角度變化超過(guò)初始設(shè)置的范圍或者變壓器油液面位置超過(guò)初始閾值，便能夠?qū)⒆R(shí)別出的數(shù)字圖像保存在計(jì)算機(jī)中，同時(shí)發(fā)出警報(bào)并且將圖像顯示在工作人員瀏覽的顯示屏幕上，讓故障能在第一時(shí)間得以解決，保存在計(jì)算機(jī)中的實(shí)時(shí)數(shù)字圖像也能與電腦中的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行連接匹配，以供事后研究查找。

4 結(jié)論

本文對(duì)電力系統(tǒng)中應(yīng)用到的圖像識(shí)別技術(shù)進(jìn)行了分析與總結(jié)，歸納得出了圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)于電力系統(tǒng)中的設(shè)施防盜，指針位置判斷和變壓器油液面位置識(shí)別起到的幫助作用。圖像識(shí)別技術(shù)能夠讓工作人員在遠(yuǎn)距離掌握設(shè)備設(shè)施的真實(shí)情況，讓電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行保障能力得到顯著提升；圖像識(shí)別技術(shù)能讓人輕松的監(jiān)視設(shè)備內(nèi)部的實(shí)時(shí)情況，使維修人員可立即對(duì)電力設(shè)施進(jìn)行檢修，排除故障隱患，從而保證設(shè)備設(shè)施安全穩(wěn)定運(yùn)行。電力系統(tǒng)中的圖像識(shí)別技術(shù)的研究已經(jīng)取得了預(yù)期的成果并且在未來(lái)具有非常大的潛力。