電力系統中圖像識別技術的應用

張然 范治中 成都理工大學信息科學與技術學院

1 數字圖像識別技術

在數字圖像識別技術之中，第一步要把從監控攝像機中截取得到的實時圖片進行保存，之后進行圖像預處理、圖像特征提取以及特診抽取和選擇等圖像識別工作，圖像信息的獲取，就是指把一幅圖像轉換成適合輸入數字設備的圖像形式，將模擬圖像轉換成數字圖像。獲得的彩色圖像一般用紅、綠、藍三基色的8位亮度值（0~255）表示。

圖像預處理，是將每一個文字圖像交給識別模塊進行識別。圖像預處理通過計算機消除圖像中的噪聲和干擾，而把有用的真實信息恢復出來，將圖像轉化成電腦易于識別的模式。最大限度的簡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，力求減少特征數據集中的屬性(或者稱為特征)的數目。特征提取的目的是從圖像中抽取能反映其本質的特征，得到能夠用于判決的參數。

特征抽取和選擇是指在圖像識別中，通過圖像本身所具有的特征來進行識別，以此將它們區分開，最終得到想要的輸出圖像。

2 圖像識別內容

圖像識別技術能夠讓電力體統中的設施變得易于管理維護和監控。國內外已經對它進行了很多的科學研究，取得了大量的研究碩果。本文分析了數字圖像識別技術對智能變電站中的防盜、指針位置和變壓器油液面位置的識別所起到的幫助以及識別的步驟與方法。

2.1 電力設施防盜

智能變電站中，能夠對在變電站內部出入的人體物件進行自動的監控和識別，而其就是利用了圖像識別技術。圖像識別技術應用電力系統中的防盜系統，主要有以下兩種方法。第一種方法是安裝高清攝像機進行監控，將識別的圖片與原來的圖像進行比較，利用算法得出進入物體輪廓并進行對比識別。或者，先根據模式識別的過程框圖，對識別得到的紅外圖像進行預處理，以此為基礎，利用基于形態學邊緣檢測的分割方法和基于數學形態學的分水嶺分割方法，對電力設施內部的物體的紅外周邊輪廓進行掃描識別。

2.2 指針位置的識別

電力系統當中，絕大多數設備中都存在帶有指針的指示表。如何來判斷表里面指針的位置，同樣可以利用圖像識別技術：例如采用預設區域指針查找法，先為設定預設警告領域，然后對截取得到的目標圖像進行坐標位移變換，從圖中找到指針圓心，確定指針位置和預設數據的對比關系，通過以上步驟就能夠在預設區域內判斷指針是否存在，若發現指針出現在領域內則立即發出警報，若未找到指針則繼續進行監控；或者是設定好預設警告角度，先找出指針圓心位置后再識別出指針的角度，最后用識別出的指針角度去比較原始的預設角度，判斷要不要發出警報。

2.3 變壓器油液面位置的識別

在電力系統中，變壓器中油的液面高度會隨著內部溫度的升高而升高。盡管變壓器一般都配有溫度計來測量它內部的溫度，但是通過這種方式得到的溫度數據并不能很好的反應變壓器中實時溫度。同時，隨著工作時長的不斷增加，變壓器自己還會出現材料侵蝕老化、密封性能下降等情況，導致變壓器中油的密封性能下滑甚至泄漏。而數字圖像識別技術則能夠實時準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，只用使用水平投影即可對變壓器油液面位置進行識別。

3 識別處理結果

在電力系統的數字圖像識別過程中，開始對電力設備設施進行監視前需預先設置好初始位置和初始閾值，一旦發現識別物體的輪廓位置出現變化、指針角度變化超過初始設置的范圍或者變壓器油液面位置超過初始閾值，便能夠將識別出的數字圖像保存在計算機中，同時發出警報并且將圖像顯示在工作人員瀏覽的顯示屏幕上，讓故障能在第一時間得以解決，保存在計算機中的實時數字圖像也能與電腦中的有關數據進行連接匹配，以供事后研究查找。

4 結論

本文對電力系統中應用到的圖像識別技術進行了分析與總結，歸納得出了圖像識別技術對于電力系統中的設施防盜，指針位置判斷和變壓器油液面位置識別起到的幫助作用。圖像識別技術能夠讓工作人員在遠距離掌握設備設施的真實情況，讓電力系統的安全運行保障能力得到顯著提升；圖像識別技術能讓人輕松的監視設備內部的實時情況，使維修人員可立即對電力設施進行檢修，排除故障隱患，從而保證設備設施安全穩定運行。電力系統中的圖像識別技術的研究已經取得了預期的成果并且在未來具有非常大的潛力。