一种输电线路图像增强方法、系统、设备及存储介质与流程

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种输电线路图像增强方法、系统、设备及存储介质，具体适用于对于遥感图像中的高压电塔和输电线路进行增强。

背景技术：

1、在当今社会，随着人们生活水平的不断提高，对于电力的需求也随之增长。这种需求的上升使得输电线路的设计和布局变得更加复杂。而输电线路所处的环境复杂多样，在实际的工作运行过程中，会受到各方面因素的影响，而出现短路、短路以及输电设备损坏等意外情况。为了应对这些挑战，在现代智能电网系统中，通过使用卫星拍摄的地面正射遥感影像，高分辨率卫星影像具有分辨率高、覆盖区域广、更新周期短、光谱特征丰富等特点，提高了高压电塔和输电线路影像的采集效率，从遥感影像中提取高压电塔和输电线路的位置信息，可生成高效的巡检路线。但是，遥感图像容易遇到云层和水面等干扰，这些区域与地物的像素值差异较大，在滤波的过程中这些干扰会导致高压电塔和输电线路等重要特征的分辨率被抹去，影响图像的解析度和后续的分析工作，进而影响电力系统作业人员获取高压电塔和输电线路的位置信息，无法高效生成的巡检路线。为了解决这一问题，本发明提出了输电线路图像增强方法、系统、设备及存储介质，对遥感影像中的高压电塔和输电线路进行增强处理，有效地提高了这些特征的分辨率，解决遥感影像中高压电塔和输电线路分辨率较低的问题，提高了遥感影像的解析度，对智能电网的建设和运维提供有力的技术支持。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中存在的现有的遥感图像中的高压电塔和输电线路等重要特征很容易在图像处理的过程中被抹去，进而影响电力系统作业人员获取高压电塔和输电线路的位置信息，无法高效生成的巡检路线的问题，提供了一种能够有效提高遥感影像中的高压电塔和输电线路的特征分辨率的输电线路图像增强方法、系统、设备及存储介质。

2、为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：

3、一种输电线路图像增强方法，所述输电线路图像增强方法包括：

4、s1、将遥感图像划分为多个图像块；

5、s2、计算各图像块的均值和标准差，根据各图像块的均值和标准差计算遥感图像的均值和标准差；

6、s3、剔除干扰图像块，具体包括：

7、s31、根据遥感图像的均值和标准差计算均值上限tmax和均值下限tmin；

8、s32、将各图像块的均值与均值上限tmax、均值下限tmin进行对比，在遥感图像中剔除均值大于均值上限tmax或均值小于均值下限tmin的图像块，对遥感图像进行一次更新；

9、s33、根据剩余的各图像块的均值和标准差，重新计算遥感图像的均值和标准差，对遥感图像的均值和标准差进行一次更新；

10、s34、比较图像块去除率与设定的剔除率阈值t，若图像块去除率大于或等于设定的剔除率阈值t则进入步骤s4；

11、若图像块去除率小于设定的剔除率阈值t则判断遥感图像的更新次数是否超过预设的次数n，若遥感图像的更新次数超过预设的次数n则进入步骤s4，若遥感图像的更新的次数未超过预设的次数n则返回步骤s31；

12、s4、根据模板影像以及遥感图像的均值和标准差，对遥感图像进行wallis变换处理，输出结果影像。

13、所述图像块去除率为已剔除的图像块数量与图像块总数量的比值，所述剔除率阈值t＝0.2。

14、所述预设的次数n＝20次。

15、所述步骤s1中，将待处理的遥感图像划分为多个图像块具体包括：

16、设置图像块的宽度和高度，根据图像块的宽度和高度将遥感图像进行划分为多个图像块。

17、所述计算遥感图像的均值和标准差具体包括，根据下列公式计算遥感图像的均值m和标准差s：

18、

19、

20、式中，mi为遥感图像中的第i个图像块的像素均值，si为遥感图像中的第i个图像块的标准差，n为遥感图像中包含的图像块总数量。

21、所述步骤s31中，根据遥感图像的均值和标准差计算均值上限tmax和均值下限tmin具体包括：

22、根据下列公式计算均值上限tmax、均值下限tmin：

23、tmax＝m+ts                                                   (3)；

24、tmin＝m-ts                                                   (4)；

25、式中，m为遥感图像的均值，s为遥感图像的标准差，t为粗差倍数，t的取值为2或3。

26、所述步骤s4中，根据模板影像以及遥感图像的均值和标准差，对遥感图像进行wallis变换处理具体包括：

27、选取模板影像，获取模板影像的像素均值mf与标准差sf，通过下列公式对遥感图像进行滤波，得到结果影像：

28、

29、式中，g(x,y)为滤波后的图像中对应坐标(x,y)处的像素值，f(x,y)为更新后的遥感图像中对应坐标(x,y)处的像素值，b为亮度系数，c为方差扩展系数，mg为更新后的遥感图像的均值，sg为更新后的遥感图像的标准差。

30、一种输电线路图像增强系统，

31、所述系统用于执行上述的输电线路图像增强方法，具体包括：

32、图像分割模块，用于将遥感图像划分为多个图像块，具体包括，根据设置的图像块的宽度和高度，将遥感图像进行划分为多个图像块；

33、计算模块，用于计算各图像块的均值和标准差，根据各图像块的均值和标准差计算遥感图像的均值和标准差；

34、计算遥感图像的均值和标准差具体包括，根据下列公式计算遥感图像的均值m和标准差s：

35、

36、

37、式中，mi为遥感图像中的第i个图像块的像素均值，si为遥感图像中的第i个图像块的标准差，n为遥感图像中包含的图像块的数量；

38、干扰剔除模块，用于剔除干扰图像块，所述干扰剔除模块根据以下步骤剔除干扰图像块：

39、s31、根据遥感图像的均值和标准差计算均值上限tmax和均值下限tmin；

40、s32、将各图像块的均值与均值上限tmax、均值下限tmin进行对比，在遥感图像中剔除均值大于均值上限tmax或均值小于均值下限tmin的图像块，对遥感图像进行一次更新；

41、s33、根据剩余的各图像块的均值和标准差，重新计算遥感图像的均值和标准差，对遥感图像的均值和标准差进行一次更新；

42、s34、比较图像块去除率与设定的剔除率阈值t，若图像块去除率大于或等于设定的剔除率阈值t则剔除干扰图像块完成，所述图像块去除率为已剔除的图像块数量与图像块总数量的比值，所述剔除率阈值t＝0.2；

43、若图像块去除率小于设定的剔除率阈值t则判断遥感图像的更新的次数是否超过预设的次数n，若遥感图像的更新的次数超过预设的次数n则剔除干扰图像块完成，若遥感图像的更新的次数未超过预设的次数n则返回步骤s31，预设的次数n＝20次；

44、根据遥感图像的均值和标准差计算均值上限tmax和均值下限tmin包括以下步骤：

45、根据下列公式计算均值上限tmax、均值下限tmin：

46、tmax＝m+ts                                                   (3)；

47、tmin＝m-ts                                                   (4)；

48、式中，m为遥感图像的均值，s为遥感图像的标准差，t为粗差倍数，t的取值为2或3；

49、滤波模块，用于根据模板影像以及遥感图像的均值和标准差，对遥感图像进行wallis变换处理，输出结果影像，根据模板影像以及遥感图像的均值和标准差，对更新后的遥感图像进行wallis变换处理包括以下步骤：

50、选取模板影像，获取模板影像的像素均值mf与标准差sf，通过下列公式对遥感图像进行滤波，得到结果影像：

51、

52、式中，g(x,y)为滤波后的图像中对应坐标(x,y)处的像素值，f(x,y)为更新后的遥感图像中对应坐标(x,y)处的像素值，b为亮度系数，c为方差扩展系数，mg为更新后的遥感图像的均值，sg为更新后的遥感图像的标准差。

53、一种输电线路图像增强设备，包括存储器和处理器，所述存储器，用于存储计算机程序代码，并将所述计算机程序代码传输给所述处理器；

54、所述处理器，用于根据所述计算机程序代码中的指令执行上述输电线路图像增强方法。

55、一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的输电线路图像增强方法。

56、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

57、1、本发明一种输电线路图像增强方法中的将待处理的遥感图像划分为多个图像块，并计算整个待处理的遥感图像以及每个图像块的均值以及标准差，通过设置均值上限和均值下限，将与整个待处理的遥感图像的均值差异过大的部分图像块剔除，可有效的去除遥感影像中云层和水面等区域，避免高压电塔和输电线路等重要特征的分辨率在滤波的过程在云层和水面等区域的干扰下中被抹去；同时，由于输电塔、输电线自身具有白色和高反光特性，如果针对像素点进行去除，很容易在去除云层等同样具有白色和高反光特性的干扰物的同时抹去输电塔、输电线的特征，因此通过将遥感图像划分块，并以图像块为单位对干扰物进行剔除，能够准确的保留输电塔、输电线的特征，有效的对图像中的输电线路进行增强。因此，本设计中，通过将遥感图像划分块，并以图像块为单位对干扰物进行剔除，去除遥感影像中云层和水面等区域的干扰的同时能准确的保留输电塔、输电线的特征，有效的对图像中的输电线路进行增强。

58、2、本发明一种输电线路图像增强方法中先分块计算每个图像块的均值和标准差，再基于各图像块的均值和标准差的基础上计算整幅图像的均值和标准差，由于分块计算每块计算都是独立的，可以使用cpu并行加速计算，有效提高图像处理速度；同时，在计算整幅遥感图像的均值和标准差时，直接对各图像块的均值和标准差进行求和后再平均，运算量小，避免由于数据量过大而造成的溢出错误，同时也提高了图像处理速度。因此，本设计中通过对图像进行分块并计算每个图像块的均值和标准差，再基于各图像块的均值和标准差的基础上计算整幅图像的均值和标准差，有效提高图像处理速度的同时避免由于数据量过大而造成的溢出错误。

59、3、本发明一种输电线路图像增强方法中采用剔粗差策略，先计算整个图像的标准差和均值，使用2倍或3倍中误差剔粗差，根据2倍或3倍中误差剔粗差可以优先筛选出过亮、过暗图像块并进行剔除，有效提高整体影像对比度，对薄雾、薄云地区有很好的兼容。因此，本设计中根据2倍或3倍中误差剔粗差进而优先筛选出过亮、过暗图像块进行剔除，有效提高整体影像对比度，对薄雾、薄云地区有很好的兼容。

60、4、本发明一种输电线路图像增强系统包括：图像分割模块，用于将遥感图像划分为多个图像块；计算模块，用于计算各图像块的均值以及标准差，根据各图像块的均值以及标准差计算遥感图像的均值和标准差；干扰剔除模块，用于剔除干扰图像块；滤波模块，用于根据模板影像以及遥感图像的均值和标准差，对更新后的遥感图像进行wallis变换处理，输出结果影像。该系统用于实现如上述技术方案中提供的输电线路图像增强方法的步骤，因此，该系统同时包括如上述技术方案中提供的输电线路图像增强方法的全部有益效果，在此不再赘述。

61、5、本发明一种输电线路图像增强设备包括处理器以及存储器，存储器用于存储计算机程序代码，并将计算机程序代码传输给所述处理器，处理器用于根据计算机程序代码中的指令执行上述技术方案中提供的输电线路图像增强方法。因此，该设备同时包括如上述技术方案中提供的输电线路图像增强的全部有益效果，在此不再赘述。

62、6、本发明一种输电线路图像增强设备及计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案中提供的输电线路图像增强方法的步骤。因此，该计算机可读存储介质同时包括如上述任一技术方案中提供的输电线路图像增强方法的全部有益效果，在此不再赘述。