电力系统中图像识别技术的应用

张然 范治中 成都理工大学信息科学与技术学院

1 数字图像识别技术

在数字图像识别技术之中，第一步要把从监控摄像机中截取得到的实时图片进行保存，之后进行图像预处理、图像特征提取以及特诊抽取和选择等图像识别工作，图像信息的获取，就是指把一幅图像转换成适合输入数字设备的图像形式，将模拟图像转换成数字图像。获得的彩色图像一般用红、绿、蓝三基色的8位亮度值（0~255）表示。

图像预处理，是将每一个文字图像交给识别模块进行识别。图像预处理通过计算机消除图像中的噪声和干扰，而把有用的真实信息恢复出来，将图像转化成电脑易于识别的模式。最大限度的简化图像信息并提升像中的重要信息的可检查度，从而改善特征抽取、匹配和识别的可靠性。

图像特征提取就是指利用电脑提取得到图像的信息，力求减少特征数据集中的属性(或者称为特征)的数目。特征提取的目的是从图像中抽取能反映其本质的特征，得到能够用于判决的参数。

特征抽取和选择是指在图像识别中，通过图像本身所具有的特征来进行识别，以此将它们区分开，最终得到想要的输出图像。

2 图像识别内容

图像识别技术能够让电力体统中的设施变得易于管理维护和监控。国内外已经对它进行了很多的科学研究，取得了大量的研究硕果。本文分析了数字图像识别技术对智能变电站中的防盗、指针位置和变压器油液面位置的识别所起到的帮助以及识别的步骤与方法。

2.1 电力设施防盗

智能变电站中，能够对在变电站内部出入的人体物件进行自动的监控和识别，而其就是利用了图像识别技术。图像识别技术应用电力系统中的防盗系统，主要有以下两种方法。第一种方法是安装高清摄像机进行监控，将识别的图片与原来的图像进行比较，利用算法得出进入物体轮廓并进行对比识别。或者，先根据模式识别的过程框图，对识别得到的红外图像进行预处理，以此为基础，利用基于形态学边缘检测的分割方法和基于数学形态学的分水岭分割方法，对电力设施内部的物体的红外周边轮廓进行扫描识别。

2.2 指针位置的识别

电力系统当中，绝大多数设备中都存在带有指针的指示表。如何来判断表里面指针的位置，同样可以利用图像识别技术：例如采用预设区域指针查找法，先为设定预设警告领域，然后对截取得到的目标图像进行坐标位移变换，从图中找到指针圆心，确定指针位置和预设数据的对比关系，通过以上步骤就能够在预设区域内判断指针是否存在，若发现指针出现在领域内则立即发出警报，若未找到指针则继续进行监控；或者是设定好预设警告角度，先找出指针圆心位置后再识别出指针的角度，最后用识别出的指针角度去比较原始的预设角度，判断要不要发出警报。

2.3 变压器油液面位置的识别

在电力系统中，变压器中油的液面高度会随着内部温度的升高而升高。尽管变压器一般都配有温度计来测量它内部的温度，但是通过这种方式得到的温度数据并不能很好的反应变压器中实时温度。同时，随着工作时长的不断增加，变压器自己还会出现材料侵蚀老化、密封性能下降等情况，导致变压器中油的密封性能下滑甚至泄漏。而数字图像识别技术则能够实时准确的反映出变压器油液面所在的位置。变压器油液面显示方式类似于水银温度计，只用使用水平投影即可对变压器油液面位置进行识别。

3 识别处理结果

在电力系统的数字图像识别过程中，开始对电力设备设施进行监视前需预先设置好初始位置和初始阈值，一旦发现识别物体的轮廓位置出现变化、指针角度变化超过初始设置的范围或者变压器油液面位置超过初始阈值，便能够将识别出的数字图像保存在计算机中，同时发出警报并且将图像显示在工作人员浏览的显示屏幕上，让故障能在第一时间得以解决，保存在计算机中的实时数字图像也能与电脑中的有关数据进行连接匹配，以供事后研究查找。

4 结论

本文对电力系统中应用到的图像识别技术进行了分析与总结，归纳得出了图像识别技术对于电力系统中的设施防盗，指针位置判断和变压器油液面位置识别起到的帮助作用。图像识别技术能够让工作人员在远距离掌握设备设施的真实情况，让电力系统的安全运行保障能力得到显著提升；图像识别技术能让人轻松的监视设备内部的实时情况，使维修人员可立即对电力设施进行检修，排除故障隐患，从而保证设备设施安全稳定运行。电力系统中的图像识别技术的研究已经取得了预期的成果并且在未来具有非常大的潜力。