一种电力设备红外图像的图像增强方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115035002A(43)申请公布日2022.09.09(21)申请号202210732980.9(22)申请日2022.06.27(71)申请人国网黑龙江省电力有限公司大兴安岭供电公司地址165000黑龙江省大兴安岭地区加格达奇区景观大道气象局西侧(72)发明人张成兰鹏李亚妮张清刚李奇马丽丽刘晓磊(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569专利代理师王爱涛(51)Int.Cl.G06T5/40(2006.01)G06T5/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种电力设备红外图像的图像增强方法及系统(57)摘要本发明提出了一种电力设备红外图像的图像增强方法及系统，属于红外图像增强技术领域，包括：获取电力设备的初始红外图像；对初始红外图像进行高通滤波处理，得到高频增强红外图像；对高频增强红外图像进行灰度直方图统计分析，得到灰度统计直方图；在灰度统计直方图中确定背景区间和目标区间；根据目标区间的灰度级，对高频增强红外图像中灰度级处于背景区间的每一像素点的灰度级进行更新，以完成对高频增强红外图像的灰度增强。本发明通过采用高通滤波器滤除红外图像中的低频噪声干扰，能够增强红外图像中的细节信息，对微小物体和细线条也能很好地增强显示；在灰度直方图中，保留目标的同时又能突出低灰度区间的细节部分，运算量低，性价比高。CN115035002ACN115035002A权利要求书1/2页1.一种电力设备红外图像的图像增强方法，其特征在于，所述图像增强方法包括：获取电力设备的初始红外图像；对所述初始红外图像进行高通滤波处理，得到高频增强红外图像；对所述高频增强红外图像进行灰度直方图统计分析，得到灰度统计直方图；在所述灰度统计直方图中确定背景区间和目标区间；根据所述目标区间的灰度级，对所述高频增强红外图像中灰度级处于所述背景区间的每一像素点的灰度级进行更新，以完成对所述高频增强红外图像的灰度增强。2.根据权利要求1所述的图像增强方法，其特征在于，所述对所述初始红外图像进行高通滤波处理，得到高频增强红外图像，具体包括：通过傅里叶变换，将所述初始红外图像由空间域转换至频率域，得到红外图像频域信号；通过高斯高通滤波器对所述红外图像频域信号进行低频噪声滤除，得到高频增强信号；通过逆傅里叶变换，将所述高频增强信号由频率域转换至空间域，得到高频增强红外图像。3.根据权利要求2所述的图像增强方法，其特征在于，根据下式对所述红外图像频域信号进行低频噪声滤除：G(u,v)＝H(u,v)×F(u,v)其中，G(u,v)表示所述高频增强信号，H(u,v)表示高斯高通滤波器的系统函数，F(u,v)表示所述红外图像频域信号，u和v分别表示频率矩形中的(u,v)点的横纵坐标。4.根据权利要求3所述的图像增强方法，其特征在于，所述高斯高通滤波器的系统函数如下式所示：其中，D(u,v)＝(u2+v2)1/2，D(u,v)表示(u,v)点距频率矩形中心的距离，σ表示高斯曲线扩展的程度。5.根据权利要求1所述的图像增强方法，其特征在于，所述根据所述目标区间的灰度级，对所述高频增强红外图像中灰度级处于所述背景区间的每一像素点的灰度级进行更新，以完成对所述高频增强红外图像的灰度增强，具体包括：计算各灰度级在所述背景区间内出现的概率，以确定所述背景区间内的各灰度级的累积分布函数；根据各灰度级的累积分布函数以及所述目标区间的灰度级，计算灰度级在所述背景区间内的各像素点的更新灰度级；根据各像素点的所述更新灰度级，更新所述像素点的灰度级，以完成对所述高频增强红外图像的灰度增强。6.根据权利要求5所述的图像增强方法，其特征在于，根据下式计算各灰度级在所述背景区间内出现的概率：2CN115035002A权利要求书2/2页其中，p(rk)表示第k个灰度级在所述背景区间内出现的概率，nk表示属于第k个灰度级的像素点数量，N表示所述背景区间的像素点总数，rk表示第k个灰度级，k＝0,1,2,…255。7.根据权利要求6所述的图像增强方法，其特征在于，根据下式确定所述背景区间内的各灰度级的累积分布函数：其中，Fk表示第k个灰度级的累积分布函数。8.根据权利要求7所述的图像增强方法，其特征在于，根据下式计算灰度级在所述背景区间内的各像素点的更新灰度级：Sk＝[N2‑N1]Fk+N1其中，Sk表示灰度级为第k灰度级的像素点的更新灰度级，N1表示所述目标区间的起始灰度级，N2表示所述目标区间的结束灰度级。9.一种电力设备红外图像的图像增强系统，其特征在于，所述图像增强系统包括：红外图像获取模块，用于获取电力设备的初始红外图像；高通滤波处理模块，用于对所述初始红外图像进行高通滤波处理，得到高频增强红外图像；直方图分析模