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