试述图像识别技术在电力设备基础信息管理中的应用张冰

试述图像识别技术在电力设备基础信息管理中的应用张冰

张冰

(国网吉林省电力有限公司长春供电公司吉林130033)

摘要：伴随着我国电网规模的日益加大,各类变电设备的运作状态是促使其安全高效运行的最为主要的因素之一。对于各类变电设备的设备基础信息管理系统的推广越来越发普及。研究基于图像识别的电力设备基础信息管理具有重要意义。设备铭牌是电气设备的“身份证”，在电力系统中有着不可替代的作用。在电子自动录入系统、电力管理系统中都离不开对设备铭牌的识别。设备铭牌自动识别系统的实现是推进电力管理自动化的关键技术之一。设备铭牌智能识别系统是智能电力的一个重要组成部分。它是在装备了数字摄像设备和计算机信息管理系统等软硬件平台的基础之上，采用图像处理、模式识别和人工智能技术，通过对图像的采集和处理，完成设备铭牌自动识别功能。

关键词：OCR；图像识别技术；基础信息应用

引文：伴随着我国电网规模的日益加大,各类变电设备的运作状态是促使其安全高效运行的最为主要的因素之一。对于各类变电设备的设备基础信息管理系统的推广越来越发普及。研究基于图像识别的电力设备基础信息管理具有重要意义。

1系统结构及原理

基础信息录入和管理的流程如下：（一）电力设备标牌的图像预处理方法的研究。采集到的设备图片不可避免的会受到噪声的污染，需要对设备图片进行处理以及修正，突出图片中的标牌信息，增强图像，以便更好的进行字符识别。（二）分析电力设备标牌特点，结合设备标牌特点研究适合标牌图像的二值化方法。（三）研究边缘检测算子并对图像进行边缘检测处理，分析实验结果，并进行图像的分割。（四）应用光学字符识别（OCR）技术和字符识别技术进行电力设备标牌的识别。

其中识别算法联合傅立叶变换（Joint-Fouriertransform）是重要的相关处理，其算法验证在指纹识别、字符识别、目标识别等领域已逐步进入实用化阶段。而联合傅立叶变换相关图像识别中以空间光调制器实现光电混合处理最为关键，通过激光作用使待识别图像（如待识别指纹、文字标识）和参考图像（如参考指纹、文字标识）分别产生相应的像经透镜傅立叶变换后在谱面形成复振幅分布，经平方律介质或器件将其转换为功率谱，然后观察者可通过相关输出观看待识别图像和参考图像形成的亮斑（相关峰）的亮暗和弥散度来判断二者的相关程度，从而达到识别待测物的目的。

基于联合傅立叶变换给出一个设备铭牌自动识别系统设计方案。主要实现功能包括在视频序列中提取出含有电气设备的图像，并对电气设备的设备铭牌进行定位、分割，然后利用字符识别软件（如OCR）进行识别，最后用C++开发实现程序。通过研究设备铭牌的分析与设计过程，不仅深入探索模式识别的原理以及实现方法，而且还可以提高解决铭牌识别问题的研究深度，并为将来在这一领域的进一步深入研究打下良好的理论基础。

2技术特点及系统功能特点

由于OCR是一门与识别率拔河的技术，因此如何除错或利用辅助信息提高识别正确率，是OCR最重要的课题。相对于单纯使用感应线圈、人力识别等传统的电气设备基础信息检测手段而言，采用结合视频检测的图像识别和处理技术有如下特点：（1）图像的信息含量极为丰富。如果在算法上面取得突破可以减少软件的运算时间，同时提高电气设备信息的识别效率，所以利用图像处理来识别设备参数将是一个很有前途的方向。（2）检测器安装简便。红外探测器、摄像机或者数码相机可以安装在电气设备周边的臂柱上，无需在大面积施工，监视器的更换不影响设备运行，易调整和移动检测器的位置。（3）视频信号能通过多种方式进行传输，例如同轴电缆、光纤、双绞线、无线射频或者微波等。（4）维护费用低，可提供现场录像，供专家事后分析。（5）可进行多维度检测，信息获取面积大，监控范围广，在一定的范围内可以实现对电气设备状态的跟踪和识别。（6）缺点是易受天气情况及光线等因素限制。

图像几何校正是针对图像几何畸变而展开的误差校正。图像的几何畸变表现为像元相对于地面目标实际位置发生挤压、扭曲、变形等。其基本环节有两个，即像素坐标变换和重采样。图像重采样的目的主要是保证图像像素的连续性，因为对图像空间分辨率进行提升时，需要利用插值的手段在空出的像素上补上对应的值，使整个图像平滑，有利于进一步处理。其最基本方法有三种：最近邻插值、双线性插值和双三次插值。基于图像识别技术的电力设备基础信息管理系统应该具备如下特点：（1）智能化集成：采用高性能智能相机，将采集、识别、数据传输等功能集成于一体，提高系统执行效率。（2）抗强光干扰，自适应夜间拍摄：采用特种工业相机和专用补光系统，能对阳光、机车头灯等强光干扰进行自动滤除，同时兼顾夜间补光。（3）功能组件模块化：可根据用户需求增补功能模块，组装快捷，能适应各种安装环境。（4）智能学习：采用机器学习高级算法（ML.）实现系统自我学习，可根据大数据分析评估当前识别参数配置，同时整合识别错误数据进行自我修正。（5）快速调试，即装即用：不需进行反复的数据调试，安装后基本可直接使用。（6）智能自检并自动恢复：系统可根据故障统计数据自动调整自检频率，并能根据故障类型进行自我修复，同时形成故障记录便于追溯和检修（7）可选配远程维护模块：远程维护模块可使维护人员远程处理解决现场问题，完成绝大多数的维护工作。（8）全天候适用：坚固耐用，室外使用可防雨雪风霜，适应全天候使用。

电力设备基础信息管理最终可以完成建立调配部门自有设备台账信息，录入应用项目设备调配单据信息，录入应用项目租赁设备运行记录数据。录入电气设备的基本信息，进一步建立项目组织机构，进行项目分部分项和工作分解。

3结语

图像识别技术在电力设备基础信息管理中的应用由于其处理的速度快、准确性高等优点，正在很多领域发挥着其无可替代的作用。随着计算机性能的不断提升和图像处理技术的快速发展，计算机图像处理技术会在更多的领域得到更广泛的应用。电力设备标牌识别的研究目前还有很大应用空间。通过对其相关技术的借鉴，搭建电力设备标牌识别系统用于设备基础台帐录入只是第一步。通过进一步分析设备标牌的特点，对系统的每个模块给出相应的处理技术将有着更广阔的应用空间。

参考文献:

[1]边树海.表具数字图像的处理与识别系统的研究[D].沈阳建筑大学,2013.

[2]基于CMOS传感器的基片图像识别系统的研究[D].曲萌萌.太原理工大学2009

[3]手持式抄表仪图像识别系统的FPGA设计[D].周蜜.暨南大学2008

[4]基于FPGA与DSP全自动灯检机图像识别系统研究[D].任勇屹.广东工业大学2013