專利名稱：判別刀閘開合與否的方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像識別領(lǐng)域，特別涉及利用圖像識別判別刀閘開合與否的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在變電站中，大電流電路的接通與斷開是用刀閘控制的。在某些場景下，例如發(fā)生斷電故障、或例行檢查時，需要知道刀閘是處于閉合狀態(tài)還是開斷狀態(tài)。目前判斷刀閘開合與否的方法是派人到現(xiàn)場用肉眼觀察。但變電站可能與工作人員的常駐地點(diǎn)有較遠(yuǎn)的距離，到現(xiàn)場人工觀察費(fèi)時費(fèi)力，很不方便。而且變電站數(shù)量多、分布廣，如果需要同時知道多個變電站的刀閘狀態(tài)就需要大量人力。圖像識別是利用計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行處理、分析和理解，以識別各種不同模式的目標(biāo)和對象的技術(shù)。圖像識別技術(shù)雖然已有不少成熟的方案，但圖像識別在不同的應(yīng)用場景的技術(shù)方案千差萬別，需要針對具體的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)新以得到較好的效果，目前還沒有發(fā)現(xiàn)有人將圖像識別技術(shù)應(yīng)用到刀閘狀態(tài)的判斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種判別刀閘開合與否的方法及其系統(tǒng)，可以自動判定刀閘開合與否，且判定的結(jié)果準(zhǔn)確而穩(wěn)定。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種判別刀閘開合與否的方法， 包括以下步驟從N個預(yù)先設(shè)定的特征區(qū)域獲取圖像，N為大于1的整數(shù)；分別將所獲的N個圖像進(jìn)行邊緣提取并求出邊緣梯度方向的直方圖數(shù)據(jù)；分別將所得的N個直方圖數(shù)據(jù)與預(yù)先保存的對應(yīng)特征區(qū)域的直方圖樣本數(shù)據(jù)比較，求相似度；對于每個特征區(qū)域，分別判斷所得相似度是否超過預(yù)定第一門限，如果是則判定在該特征區(qū)域吻合；根據(jù)N個特征區(qū)域中被判定為吻合的數(shù)目與預(yù)定第二門限的相對大小關(guān)系，判定刀閘開合與否。本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種判別刀閘開合與否的系統(tǒng)，包括存貯單元，用于保存N個預(yù)先設(shè)定的特征區(qū)域的直方圖樣本數(shù)據(jù)，N為大于1的整數(shù)；圖像獲取單元，用于從N個預(yù)先設(shè)定的特征區(qū)域獲取圖像；相似度計(jì)算單元，用于分別將圖像獲取單元所獲的N個圖像進(jìn)行邊緣提取并求出邊緣梯度方向的直方圖數(shù)據(jù)，再將所得的N個直方圖數(shù)據(jù)與存貯單元中保存的對應(yīng)特征區(qū)域的直方圖樣本數(shù)據(jù)比較，求得相似度；吻合判斷單元，用于對于每個特征區(qū)域，分別判斷相似度計(jì)算單元所得的相似度是否超過預(yù)定第一門限，如果是則判定在該特征區(qū)域吻合；
開合判斷單元，用于根據(jù)N個特征區(qū)域中被吻合判斷單元判定為吻合的數(shù)目與預(yù)定第二門限的相對大小關(guān)系，判定刀閘開合與否。本發(fā)明實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于從多個特征區(qū)域獲取圖像，邊緣提取并求邊緣梯度直方圖，與樣本數(shù)據(jù)比較判斷是否吻合，并根據(jù)吻合的特征區(qū)域數(shù)目判定刀閘開合與否，判斷結(jié)果不但準(zhǔn)確而且較為穩(wěn)定。因?yàn)榈堕g一般具有條狀邊緣，采用邊緣提取并求邊緣梯度直方圖的方式可以方便而準(zhǔn)確地識別出刀閘的位置。因?yàn)槭褂昧硕鄠€獨(dú)立的特征區(qū)域，而每個特征區(qū)域可以選取有利于判斷的、背景簡單的局部圖像，解決了復(fù)雜刀閘形狀增加判定難度的問題，也解決了背景的圖像對判斷的干擾問題。進(jìn)一步地，以刀閘閉合的狀態(tài)作為比較基準(zhǔn)，更容易得到穩(wěn)定而準(zhǔn)確的比較結(jié)果。
進(jìn)一步地，實(shí)際應(yīng)用中，優(yōu)選地，0. 8N彡第二門限彡N,在此范圍內(nèi)判定結(jié)果較為
穩(wěn)定可靠。進(jìn)一步地，特征區(qū)域取背景簡單的矩形框，減少了比對復(fù)雜度，增加了圖像比對效率和精度。特征區(qū)域中包含刀閘直線體征，可以使刀閘的識別更為容易。進(jìn)一步地，從一個圖像中截取N個特征區(qū)域的圖像，對硬件設(shè)備的數(shù)量要求最小， 硬件成本較低。進(jìn)一步地，使用多個攝像機(jī)從不同角度或位置對刀閘進(jìn)行拍攝，可以更容易地選擇背景簡單的區(qū)域作為特征區(qū)域，從而使刀閘位置的判斷更為準(zhǔn)確。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式中一種判別刀閘開合與否的方法的流程示意圖；圖2是本發(fā)明第一實(shí)施方式中預(yù)先準(zhǔn)備N個特征區(qū)域的直方圖樣本數(shù)據(jù)的流程示意圖；圖3是本發(fā)明第一實(shí)施方式的原理示意圖；圖4是本發(fā)明第一實(shí)施方式中特征區(qū)域標(biāo)定流程示意圖；圖5是本發(fā)明第一實(shí)施方式中特征區(qū)對比流程示意圖；圖6是本發(fā)明第三實(shí)施方式中一種判別刀閘開合與否的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明技術(shù)方案利用化整為零策略、圖像比對技術(shù)來確認(rèn)刀閘的閉合狀態(tài)，刀閘的具體形狀基本不會增加判斷過程的難度。同時該技術(shù)方案易于測試，解決了實(shí)際變電站中缺少刀閘斷開場景的困難?；麨榱悴呗詮拈]合刀閘的靜止視頻圖像上提取出包含刀閘的直線體特征的區(qū)域，作為比對區(qū)域，而每個比對區(qū)域圖像作為整個刀閘比對的基礎(chǔ)。當(dāng)每個比對區(qū)域圖像的差異都在容許范圍內(nèi)時，則可以判定刀閘是閉合狀態(tài)，反之則是開斷狀態(tài)。也可以對多個比對結(jié)果進(jìn)行綜合計(jì)算來判斷刀閘的閉合。通過化整為零的技術(shù)方案， 解決了刀閘的形狀對判定難度的增加，也解決了背景的圖像對判斷過程的干擾。采用多區(qū)域比對的技術(shù)方案解決了判定結(jié)果不穩(wěn)定的困難。通常情況下比對區(qū)域都是比較小的矩形框，減少了比對復(fù)雜度，增加了圖像比對效率和精度。本發(fā)明第一實(shí)施方式涉及一種判別刀閘開合與否的方法。首先需要預(yù)先準(zhǔn)備N個特征區(qū)域的直方圖樣本數(shù)據(jù)，可以通過以下步驟得到，如圖2所示。在步驟201中，從N個預(yù)先設(shè)定的特征區(qū)域獲取圖像。此后進(jìn)入步驟202，分別將所獲的N個圖像進(jìn)行邊緣提取。此后進(jìn)入步驟203，分別根據(jù)N個圖像的邊緣提取結(jié)果求出邊緣梯度方向的直方圖數(shù)據(jù)。此后進(jìn)入步驟204，將所得的N個直方圖數(shù)據(jù)保存為N個直方圖樣本數(shù)據(jù)，用于將來的比對。優(yōu)選地，本實(shí)施方式的直方圖樣本數(shù)據(jù)是在刀閘閉合狀態(tài)下得到的，也就是說步驟201所獲取的圖像是刀閘閉合狀態(tài)下的圖像。以刀閘閉合狀態(tài)作為比較基準(zhǔn)，更容易得到穩(wěn)定而準(zhǔn)確的比較結(jié)果。如果事先還沒有設(shè)置好攝像機(jī)和特征區(qū)域，在實(shí)施圖2的流程之前，還需要設(shè)定N 個特征區(qū)域，其流程如圖4所示。先確定閉合刀閘的場景，再調(diào)整攝像機(jī)到合適的位置，然后標(biāo)定N個包含刀閘直線體征的特征區(qū)域，如果標(biāo)定失敗就繼續(xù)調(diào)整攝像機(jī)，如果標(biāo)定成功就記錄下N個特征區(qū)域的位置信息。圖1是該判別刀閘開合與否的方法的流程示意圖。在步驟101中，從N個預(yù)先設(shè)定的特征區(qū)域獲取圖像，N為大于1的整數(shù)。本實(shí)施方式中，特征區(qū)域都是矩形框，特征區(qū)域中包含刀閘直線體征，特征區(qū)域中背景空曠簡單。特征區(qū)域取背景簡單的矩形框，減少了比對復(fù)雜度，增加了圖像比對效率和精度。 特征區(qū)域中包含刀閘直線體征，可以使刀閘的識別更為容易。可以理解，在本發(fā)明的其它某些實(shí)施方式中，在特定的應(yīng)用場景下，也可以使用非矩形框作為特征區(qū)域的形狀，如圓形、多邊形等，以達(dá)到避開對識別可能會造成干擾的復(fù)雜背景等目的。經(jīng)實(shí)踐，優(yōu)選地，5 < NS 7，N在此區(qū)間效果較好。當(dāng)然，N也可以小于5或大于 7，也可以達(dá)到基本效果。在本實(shí)施方式的優(yōu)選實(shí)例中，步驟101進(jìn)一步包括以下步驟用一個攝像機(jī)對整個刀閘進(jìn)行拍攝。從拍攝所得的同一個原始圖像中N個預(yù)先設(shè)定的不同區(qū)域位置截取N個圖像，其中每個區(qū)域位置對應(yīng)一個特征區(qū)域。從一個圖像中截取N個特征區(qū)域的圖像，對硬件設(shè)備的數(shù)量要求最小，硬件成本較低。此后進(jìn)入步驟102，分別將所獲的N個圖像進(jìn)行邊緣提取。邊緣檢測和提取的方法主要有 Roberts、Prewitt、Sobel.Cann y、Marr-Hildreth、Laplace 和小波邊緣檢測等。此后進(jìn)入步驟103，分別根據(jù)N個圖像的邊緣提取結(jié)果求出邊緣梯度方向的直方圖數(shù)據(jù)。此后進(jìn)入步驟104，分別將所得的N個直方圖數(shù)據(jù)與預(yù)先保存的對應(yīng)特征區(qū)域的直方圖樣本數(shù)據(jù)比較，求相似度。直方圖相似度比較方法有相關(guān)系數(shù)、卡方、相交以及 Bhattacharyya此后進(jìn)入步驟105，對于每個特征區(qū)域，分別判斷所得相似度是否超過預(yù)定第一門限，如果是則判定在該特征區(qū)域吻合，否則為不吻合。此后進(jìn)入步驟106，根據(jù)N個特征區(qū)域中被判定為吻合的特征區(qū)域數(shù)目與預(yù)定第二門限的相對大小關(guān)系，判定刀閘開合與否。因?yàn)楸緦?shí)施方式中是以刀閘閉合的狀態(tài)作為比較基準(zhǔn)，所以步驟106具體包括以下子步驟如果N個特征區(qū)域中被判定為吻合的數(shù)目大于第二門限，則判定刀閘為閉合狀態(tài)，否則判定刀閘為開斷狀態(tài)?？梢岳斫?，在特定應(yīng)用場景下，如果刀閘開斷的位置是比較確定的，直方圖樣本數(shù)據(jù)也可以對應(yīng)于刀閘開斷的狀態(tài)。方法是在刀閘開斷狀態(tài)下，從N個特征區(qū)域獲取圖像，分別進(jìn)行邊緣提取并求出邊緣梯度方向的直方圖數(shù)據(jù)，將所得的直方圖數(shù)據(jù)保存為直方圖樣本數(shù)據(jù)。此時，當(dāng)N個特征區(qū)域中被判定為吻合的數(shù)目大于第二門限，則判定刀閘處于開斷狀態(tài)，否則處于閉合狀態(tài)。實(shí)際應(yīng)用中，優(yōu)選地，0.8 NS第二門限< N，在此范圍內(nèi)判定結(jié)果最為穩(wěn)定可靠。在特定應(yīng)用場景下，第二門限也可以小于0.8女N。在刀閘場景中的每個特征區(qū)域位置不同，對整個判定結(jié)果的影響也是有細(xì)微的區(qū)別的。在本實(shí)施方式中，為了簡化模型，假定在簡單特征區(qū)域標(biāo)定模塊中選定的區(qū)域?qū)Y(jié)果的影響是相同的，所以只需要對吻合的特征區(qū)域數(shù)目進(jìn)行判斷就可以了。從多個特征區(qū)域獲取圖像，邊緣提取并求邊緣梯度直方圖，與樣本數(shù)據(jù)比較判斷是否吻合，并根據(jù)吻合的特征區(qū)域數(shù)目判定刀閘開合與否，判斷結(jié)果不但準(zhǔn)確而且較為穩(wěn)定。因?yàn)榈堕l一般具有條狀邊緣(而且可以有意選包括刀閘直線體征的區(qū)域作為特征區(qū)域)，采用邊緣提取并求邊緣梯度直方圖的方式可以方便而準(zhǔn)確地識別出刀閘的位置。因?yàn)槭褂昧硕鄠€特征區(qū)域，而每個特征區(qū)域可以選取有利于判斷的、背景簡單的局部圖像，解決了復(fù)雜刀閘形狀增加判定難度的問題，也解決了背景的圖像對判斷的干擾問題。特征區(qū)域圖像中背景應(yīng)當(dāng)盡量簡單，盡量不要有其他物體存在，光線、天氣以及特征區(qū)域圖像的角度旋轉(zhuǎn)都會對比對結(jié)果產(chǎn)生影響。為了更為方便地提取刀閘的圖像，特征區(qū)域的背景最好采用與刀閘本身差異較大的顏色或灰度，例如，如果可能的話，可以將特征區(qū)地區(qū)背景統(tǒng)一地刷上某種顏色，或者將刀閘除觸點(diǎn)以外的區(qū)域刷上某種與背景在色彩或灰度上差異較大的顏色。為了更好地理解上述技術(shù)方案，圖3中示出了本發(fā)明的原理示意圖。刀閘開合的判斷原理是通過驗(yàn)證刀閘局部區(qū)域的變化與否來確定刀閘整體是否發(fā)生改變。實(shí)際應(yīng)用中刀閘閉合的場景比較確定，而刀閘斷開的情形會比較多。因此選擇閉合情形的刀閘作為比對標(biāo)準(zhǔn)。利用化整為零策略、圖像比對技術(shù)來確認(rèn)刀閘的閉合狀態(tài)， 刀閘的具體形狀基本不會增加判斷過程的復(fù)雜度。
圖3中，虛線左側(cè)是刀閘閉合判定的基準(zhǔn)部分，右側(cè)是實(shí)際刀閘場景。將右側(cè)場景與左側(cè)基準(zhǔn)進(jìn)行區(qū)域比對，經(jīng)過綜合判定進(jìn)而得出刀閘的狀態(tài)。閉合刀閘場景選定需要人工參與，變電站架設(shè)攝像機(jī)過程中，應(yīng)該保證盡可能將閉合刀閘整體都包含在內(nèi)，同時圖像盡可能清晰，而且刀閘背景要盡可能的簡單。這樣做的目的是為了有更多的簡單特征區(qū)域供標(biāo)定。當(dāng)閉合刀閘的場景選定了，那么實(shí)際檢測過程的場景也就確定了。因此在實(shí)際應(yīng)用過程，一旦攝像機(jī)的拍攝角度和位置固定了就不會輕易發(fā)生改變。在標(biāo)定特征區(qū)域時，要保證閉合刀閘圖像處于靜止?fàn)顟B(tài)。標(biāo)定過程中，應(yīng)該選擇背景簡單，而且包含了刀閘簡單特征的區(qū)域，區(qū)域內(nèi)元素越少，在判定過程的所受到的干擾就越小。通常選擇背景空曠而且包含刀閘直線體征的區(qū)域。標(biāo)定出5 7個簡單特征區(qū)域， 記錄這些區(qū)域在整幅刀閘圖像中的位置和大小，以及標(biāo)定區(qū)域中的圖像。標(biāo)定的區(qū)域之間的間隔應(yīng)盡可能大。對于每個特征區(qū)域來說，所涉及的處理如圖5所示。本發(fā)明第二實(shí)施方式涉及一種判別刀閘開合與否的方法。第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式基本相同，區(qū)別主要在于步驟101的實(shí)現(xiàn)方法不同。在第一實(shí)施方式的步驟101中，用一個攝像機(jī)對整個刀閘進(jìn)行拍攝，從拍攝所得的同一個原始圖像中N個預(yù)先設(shè)定的不同區(qū)域位置截取N個圖像。然而在第二實(shí)施方式中，步驟101包括以下子步驟用M個攝像機(jī)從不同角度或位置對刀閘的整體或局部進(jìn)行拍攝，其中1 < M < N。從同一時刻拍攝所得的M個原始圖像中N個預(yù)先設(shè)定的不同區(qū)域位置截取N個圖像，其中每個區(qū)域位置對應(yīng)一個特征區(qū)域，每個原始圖像中至少截取1個圖像。從M個原始圖像中截取N個圖像并不是指對每一個圖像都要截取N個圖象，而是指從M個原始圖像中總共截取N個圖像。使用多個攝像機(jī)從不同角度或位置對刀閘進(jìn)行拍攝，可以更容易地選擇背景簡單的區(qū)域作為特征區(qū)域，從而使刀閘位置的判斷更為準(zhǔn)確。因?yàn)槊總€攝像機(jī)需要拍攝的區(qū)域較小，可以采用像素值較低的攝像機(jī)，單個攝像機(jī)的成本可以降低。本發(fā)明的各方法實(shí)施方式均可以以軟件、硬件、固件等方式實(shí)現(xiàn)。不管本發(fā)明是以軟件、硬件、還是固件方式實(shí)現(xiàn)，指令代碼都可以存儲在任何類型的計(jì)算機(jī)可訪問的存儲器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固態(tài)的或者非固態(tài)的，固定的或者可更換的介質(zhì)等等)。同樣，存儲器可以例如是可編程陣列邏輯(Programmable Array Logic，簡稱“PAL”)、隨機(jī)存取存儲器(Random Access Memory，簡稱“RAM”)、可編程只讀存儲器(Programmable Read Only Memory，簡稱 “PROM”)、只讀存儲器(Read-Only Memory, 簡稱“ROM”)、電可擦除可編程只讀存儲器(Electrically Erasable Programmable ROM，簡稱“EEPR0M”)、磁盤、光盤、數(shù)字通用光盤(Digital Versatile Disc，簡稱“DVD”)等等。本發(fā)明第三實(shí)施方式涉及一種判別刀閘開合與否的系統(tǒng)。圖6是該判別刀閘開合與否的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)包括存貯單元，用于保存N個預(yù)先設(shè)定的特征區(qū)域的直方圖樣本數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，存貯單元中的直方圖樣本數(shù)據(jù)是在刀閘閉合的狀態(tài)下，將從N個預(yù)先設(shè)定的特征區(qū)域獲取的圖像分別進(jìn)行邊緣提取并求出邊緣梯度方向的直方圖數(shù)據(jù)。圖像獲取單元，用于從N個預(yù)先設(shè)定的特征區(qū)域獲取圖像，N為大于1的整數(shù)。圖像獲取單元中可以包括一臺或多臺攝像機(jī)，從攝像機(jī)獲取原始圖像的裝置，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的特征區(qū)域位置參數(shù)從所獲取的原始圖像中截取特征區(qū)域圖像的裝置。相似度計(jì)算單元，用于分別將圖像獲取單元所獲的N個圖像進(jìn)行邊緣提取并求出邊緣梯度方向的直方圖數(shù)據(jù)，再將所得的N個直方圖數(shù)據(jù)與存貯單元中保存的對應(yīng)特征區(qū)域的直方圖樣本數(shù)據(jù)比較，求得相似度。吻合判斷單元，用于對于每個特征區(qū)域，分別判斷相似度計(jì)算單元所得的相似度是否超過預(yù)定第一門限，如果是則判定在該特征區(qū)域吻合。開合判斷單元，用于根據(jù)N個特征區(qū)域中被吻合判斷單元判定為吻合的數(shù)目與預(yù)定第二門限的相對大小關(guān)系，判定刀閘開合與否。當(dāng)以刀閘閉合狀態(tài)作為比較基準(zhǔn)時，如果 N個特征區(qū)域中被判定為吻合的數(shù)目大于第二門限，則判定刀閘為閉合狀態(tài)，否則判定刀閘為開斷狀態(tài)。優(yōu)選地，特征區(qū)域都是矩形框，特征區(qū)域中包含刀閘直線體征，特征區(qū)域中背景空曠簡單，5 < NS 7。第一或第二實(shí)施方式是與本實(shí)施方式相對應(yīng)的方法實(shí)施方式，本實(shí)施方式可與第一或第二實(shí)施方式互相配合實(shí)施。第一或第二實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第一或第二實(shí)施方式中。需要說明的是，本發(fā)明系統(tǒng)實(shí)施方式中提到的各單元都是邏輯單元，在物理上，一個邏輯單元可以是一個物理單元，也可以是一個物理單元的一部分，還可以以多個物理單元的組合實(shí)現(xiàn)，這些邏輯單元本身的物理實(shí)現(xiàn)方式并不是最重要的，這些邏輯單元所實(shí)現(xiàn)的功能的組合是才解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題的關(guān)鍵。此外，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新部分，本發(fā)明上述系統(tǒng)實(shí)施方式并沒有將與解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題關(guān)系不太密切的單元引入，這并不表明上述設(shè)備實(shí)施方式并不存在其它的單元。雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方式，已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種判別刀閘開合與否的方法，其特征在于，包括以下步驟 從N個預(yù)先設(shè)定的特征區(qū)域獲取圖像，N為大于1的整數(shù)；分別將所獲的N個圖像進(jìn)行邊緣提取并求出邊緣梯度方向的直方圖數(shù)據(jù)； 分別將所得的N個直方圖數(shù)據(jù)與預(yù)先保存的對應(yīng)特征區(qū)域的直方圖樣本數(shù)據(jù)比較，求相似度；對于每個特征區(qū)域，分別判斷所得相似度是否超過預(yù)定第一門限，如果是則判定在該特征區(qū)域吻合；根據(jù)N個特征區(qū)域中被判定為吻合的數(shù)目與預(yù)定第二門限的相對大小關(guān)系，判定刀閘開合與否。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的判別刀閘開合與否的方法，其特征在于，所述預(yù)先保存的對應(yīng)特征區(qū)域的直方圖樣本數(shù)據(jù)通過以下步驟得到在刀閘閉合狀態(tài)下，從所述N個預(yù)先設(shè)定的特征區(qū)域獲取圖像； 分別將所獲的N個圖像進(jìn)行邊緣提取并求出邊緣梯度方向的直方圖數(shù)據(jù)，將所得的直方圖數(shù)據(jù)保存為直方圖樣本數(shù)據(jù)；所述判定刀閘開合與否的步驟包括以下子步驟如果所述N個特征區(qū)域中被判定為吻合的數(shù)目大于第二門限，則判定所述刀閘為閉合狀態(tài)，否則判定所述刀閘為開斷狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的判別刀閘開合與否的方法，其特征在于，所述第二門限大于等于0.8 * N且小于等于N。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的判別刀閘開合與否的方法，其特征在于，所述特征區(qū)域都是矩形框，特征區(qū)域中包含刀閘直線體征，特征區(qū)域中背景空曠簡單。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的判別刀閘開合與否的方法，其特征在于，5< N < 7。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的判別刀閘開合與否的方法，其特征在于，所述從 N個預(yù)先設(shè)定的特征區(qū)域獲取圖像的步驟包括以下子步驟用一個攝像機(jī)對整個刀閘進(jìn)行拍攝；從拍攝所得的同一個原始圖像中N個預(yù)先設(shè)定的不同區(qū)域位置截取N個圖像，其中每個區(qū)域位置分別對應(yīng)一個特征區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的判別刀閘開合與否的方法，其特征在于，所述從 N個預(yù)先設(shè)定的特征區(qū)域獲取圖像的步驟包括以下子步驟用M個攝像機(jī)從不同角度或位置對刀閘的整體或局部進(jìn)行拍攝，其中1 < M < N ； 從同一時刻拍攝所得的M個原始圖像中N個預(yù)先設(shè)定的不同區(qū)域位置截取N個圖像， 其中每個區(qū)域位置分別對應(yīng)一個特征區(qū)域，每個原始圖像中至少截取1個圖像。
8.一種判別刀閘開合與否的系統(tǒng)，其特征在于，包括存貯單元，用于保存N個預(yù)先設(shè)定的特征區(qū)域的直方圖樣本數(shù)據(jù)，N為大于1的整數(shù)； 圖像獲取單元，用于從所述N個預(yù)先設(shè)定的特征區(qū)域獲取圖像； 相似度計(jì)算單元，用于分別將所述圖像獲取單元所獲的N個圖像進(jìn)行邊緣提取并求出邊緣梯度方向的直方圖數(shù)據(jù)，再將所得的N個直方圖數(shù)據(jù)與所述存貯單元中保存的對應(yīng)特征區(qū)域的直方圖樣本數(shù)據(jù)比較，求得相似度；吻合判斷單元，用于對于每個特征區(qū)域，分別判斷所述相似度計(jì)算單元所得的相似度是否超過預(yù)定第一門限，如果是則判定在該特征區(qū)域吻合；開合判斷單元，用于根據(jù)N個特征區(qū)域中被所述吻合判斷單元判定為吻合的數(shù)目與預(yù)定第二門限的相對大小關(guān)系，判定刀閘開合與否。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的判別刀閘開合與否的系統(tǒng)，其特征在于，所述存貯單元中的直方圖樣本數(shù)據(jù)是在刀間閉合的狀態(tài)下，將從所述N個預(yù)先設(shè)定的特征區(qū)域獲取的圖像分別進(jìn)行邊緣提取并求出邊緣梯度方向的直方圖數(shù)據(jù)；所述開合判斷單元中，如果所述N個特征區(qū)域中被判定為吻合的數(shù)目大于第二門限， 則判定所述刀閘為閉合狀態(tài)，否則判定所述刀閘為開斷狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的判別刀閘開合與否的系統(tǒng)，其特征在于，所述特征區(qū)域都是矩形框，特征區(qū)域中包含刀閘直線體征，特征區(qū)域中背景空曠簡單，5 < N < 7。
全文摘要
本發(fā)明涉及圖像識別領(lǐng)域，公開了一種判別刀閘開合與否的方法及其系統(tǒng)。本發(fā)明中，從多個特征區(qū)域獲取圖像，邊緣提取并求邊緣梯度直方圖，與樣本數(shù)據(jù)比較判斷是否吻合，并根據(jù)吻合的特征區(qū)域數(shù)目判定刀閘開合與否，判斷結(jié)果不但準(zhǔn)確而且較為穩(wěn)定。以刀閘閉合的狀態(tài)作為比較基準(zhǔn)，更容易得到穩(wěn)定而準(zhǔn)確的比較結(jié)果。特征區(qū)域最好是取背景簡單的矩形框，且包含刀閘直線特征。
文檔編號G06K9/46GK102262734SQ201110021738
公開日2011年11月30日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者樂全明, 何云良, 余濤, 張一凡, 張勁, 朱松林, 汪衛(wèi)國, 浦世亮, 胡揚(yáng)忠, 董國倫, 鄔偉琪, 陳安偉 申請人:杭州海康威視數(shù)字技術(shù)股份有限公司, 浙江省電力公司, 金華電業(yè)局