基于图像识别技术的电力信息化建设探讨

毛一凡 徐兴

电力信息化建设对提高我国电力行业管理水平，促进电力行业健康发展，确保电力安全有着非常重要的意义。图像智能识别技术是指借助于摄像头实时视频或抓拍图片，通过提取进行人工智能识别，研判出电力设备的运行状态，对提升电力设备安全运行管理水平有着重要的作用。

一、引言

电力系统的安全稳定运行直接影响着国民经济的发展和人民群众的生活。将图像识别技术应用到电力信息化建设中，有助于电力信息化建设向着结构化、规范化、科学化的方向发展，对电力信息化建设势必起到极大的促进作用。

二、图像识别技术概述

图像识别技术是基于图像识别算法对图像进行识别并提取出图像有效信息的技术。借助于图像识别技术能够提升识别效率与准确度，并在各行各业中得到了广泛的应用。为了使图像识别的精度得到保障，必须要规范图像识别的流程。

准备工作。获取图像是图像识别的前提，为了确保获取高质量、画质清晰的图像，需要通过摄像机或专业相机进行拍摄；

对获取的图像信息特征进行提取与分析。通过计算机对图像信息特征进行分析，提取图像的特征，从而为图像识别提供依据。增强法、分隔法、变换法是常用的图像特征归纳分析的方法。

预处理获得的图像。若获取的图像发生失真，为确保能够建立准确的图像识别模型，需要预处理图像，将噪声等干扰去除。

构建图像识别模型。建立图像识别模型包括模板匹配模型、原型匹配模型等方法，根据实际情况选择合适的模型进行图像识别，从而确保图像识别结果的准确性。

三、电力设备检测中图像识别技术的应用

当前，图像识别技术已在电力中得到了大量的应用，以电力设备检测中的图像识别技术作业应用点进行阐述介绍，着力说明在电力设备检测领域如何通过图像识别技术来实现信息管控的智能化和自动化。

（一）电力设备检测中应用图像识别技术的方案

现阶段电力行业中视频监测系统日益完善，借助于图像识别技术对电力设备进行检测与分析，能够提高检测效果。

图1为电力设备检测中应用图像识别技术框架示意图。通过数字摄像机传感器的电力耦合元件对电力设备的运行状态进行监控，同时把获取的信息向光信号进行转换，然后转换的信号向监控计算机进行传输。监控计算机是基于图像识别技术的电力设备监测系统的核心，图像识别、分析以及处理都需要借助于监控计算机实现。数字摄像机对监控图像进行采集，将图像传输给计算机，计算机利用图像识别技术分析、处理采集的图像，一旦电力信息系统中的设备存在异常，利用GPRS网络向计算机发出预警信息。

（二）电力设备检测中应用图像识别技术的图像识别流程

图像识别在电力设备检测中有着非常重要的应用价值，图像识别中的各个环节都会影响着电力设备检测的结果。

预处理图像。数字摄像机在对图像采集过程中因为光线、角度等各种情况，导致了采集的图像存在一定的问题。因此，如果直接使用不经过预处理的图像，无疑会对图像识别的结果造成较大影响。首先要灰度化处理数字摄像机采集的图像，然后利用平滑滤波消除采集的图像的噪声干扰。为了确保平滑滤波处理的图像质量得到保障，可以使用加权系数平滑模版，再利用直方图均衡处理手段使图像质量得到提高。

对图像进行分割。借助于图像分割把采集到的图像分成不同的具有独特性质的特定区域，从而对物理意义上的多联通区域集合进行构建。图像的分隔依据主要是颜色、几何性质、灰度等。通过对图像的颜色、纹理等特征的分析，分隔图像，从而提高图像识别的准确性。需要注意的是分隔的区域相互之间不相交，同时要求能够使特定区域内的一致性得到满足。分隔图像过程中在背景图像中分离出不属于该物体的要素和属于该物体的要素，从而确保能够对图像进行有效识别。

二值化阈值的选取。识别图像对计算机性能的占用非常大，为了提升识别效率，需要对图像识别的算法进行优化。借助于将图像带灰度数字信号向二值数字信号进行转换的方式，有助于图像识别、分析的速度与精度的提高。图像二值化方法包括局部阈值、动态阈值和全局阈值，基于实际情况合理选择二值化阈值。

识别电力设备。通过对图像的预处理和二值化阈值的选取有效提高了目标图像的质量，确保了图像识别与分析的要求得到满足，在此基础上，对电力设备进行识别。通过模版匹配模型的方法对电力设备进行识别效率较低，为了使电力设备检测效率得到提高，需要基于序贯相似性检测算法对电力设备进行识别，从而有效提高检测效率。

分析并判断电力设备的故障。通过图像识别能够对电力设备的运行状态进行监测，并依托于知识库对设备故障类型进行确定，为故障的排除提供依据。此外，还可以利用帧差法对比设备历史图像和当前图像，从而判断电力设备的运行状态与存在的故障。如果电力设备出现故障，其图像会存在突变等异常，计算机系统发现故障发出预警。

四、图像识别技术在电力设备检测中应用分析

在电力企业中将图像识别技术应用到对设备形态的检测中，获取电力设备运行的动态参数，通过预处理采集的图像、提取图像的轮廓特征，对判断设备状态有着重要的作用。

（一）借助于图像识别技术识别开关、压板、刀闸以及指针仪表等的状态与读数，从而实现智能化的管理

图像识别在指针仪表中的应用。通过二值化、灰度化处理CCD摄像机拍摄的照片，通过改进的霍夫变换对图像中的直线进行提取，从而对指针角度、指针显示的读数等进行计算，从而判断仪表的指针指示是否正常。

图像识别在开关状态判断上的应用。电力开关的图像特征比较显著，因此，公司将模式识别技术、视频监控技术以及模式识别技术相结合，利用字符图像识别以及颜色识别方法对于电力设备开关的状态进行识别，识别的效果良好。

图像识别技术在变电站变压器状态识别上的应用。识别变压器状态，首先需要借助于CCD摄像机获取图像，然后识别变压器的冷却风机的状态；检测变压器的温度异常情况；检测变压器是否漏油等。

（二）将图像识别技术应用到预防误操作上

在穿戴式电力设备上应用图像识别技术，从而预防误操作，实现了技术的创新。利用采集穿戴式设备的标牌与间隔名称，借助于无线网络将采集的图像向计算机服务器进行传输，计算机服务器识别采集的图像，和操作票相结合对工作人员是否存在误操作进行判断。

（三）将图像识别技术应用到消防安全方面

图像识别技术在电力信息化建设中应用到消防安全防护上，主要是借助于红外线摄像头对火焰的红外轮廓进行提取识别，基于对火焰亮度、火焰饱和度等特征，和形态学以及连通性相结合进行分析，从而实现识别静态火焰的目的；借助于目标图像法识别动态火焰，从而实现了預防火灾的目的，确保了电力系统的安全、稳定运行。

五、结语

电力为国家经济建设和社会发展提供能源保障，加快电力信息化建设是确保供电安全的重要保证。如何在电力信息化建设中应用好图像识别技术，利用计算机分析、处理获取的图像信息并进行深入挖掘，提高获取信息的准确性与及时性，为我国电力信息化建设提供新的动力。

作者单位： 浙江大有实业有限公司杭州科技发展分公司