一種用于GIS設備缺陷區(qū)域X-DR圖像超分辨率方法技術

本發(fā)明專利技術提供了一種用于GIS設備缺陷區(qū)域X

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種用于GIS設備缺陷區(qū)域X
?
DR圖像超分辨率方法


[0001]本專利技術涉及圖像處理
，具體而言，涉及一種用于GIS設備缺陷區(qū)域X
?
DR圖像超分辨率方法。

技術介紹

[0002]氣體絕緣全封閉組合電器(gas insulated switchgear,GIS)憑借維護量小、集成性好及供電可靠性高的優(yōu)勢，被廣泛應用于變電站中。然而，受生產工藝和長時間運行的影響，GIS設備內部不可避免的存在絕緣缺陷(如裂縫、氣泡、金屬異物等)，容易導致設備絕緣故障，使其在電網(wǎng)中的保護和控制作用失效，嚴重時，甚至會引發(fā)停電事故。因此，為了保證GIS設備安全、穩(wěn)定、可靠運行，對其內部各部件進行定期的狀態(tài)檢測具有重要的意義。X射線數(shù)字成像(X
?
digital radiography,X
?
DR)技術具有免接觸、強穿透力和無損檢測的優(yōu)點，可在GIS設備不拆解、不破壞的前提下，直觀地展現(xiàn)其內部元件的損壞程度。
[0003]由于GIS設備的X
?
DR成像圖片存在紋理模糊、缺乏細節(jié)信息和空間信息、特征不突出等缺點，導致后續(xù)的缺陷檢測方法難以取得理想的效果。因此，非常需要對GIS設備的X
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DR圖像進行預處理。在現(xiàn)有技術中，基于超分辨注意力機制改進的GIS內部細微缺陷X
?
DR圖像檢測方法，只是簡單的將注意力機制與神經網(wǎng)絡結合，無法針對GIS設備X
?
DR圖像缺陷故障區(qū)域進行重點處理，生成的GIS設備高分辨率圖像清晰度欠佳，難以在后續(xù)的缺陷檢測與診斷中發(fā)揮作用，有待改進。

技術實現(xiàn)思路

[0004]基于此，為了解決現(xiàn)有技術生成的GIS設備高分辨率圖像清晰度欠佳，難以在后續(xù)的缺陷檢測與診斷中發(fā)揮作用的問題，本專利技術提供了一種用于GIS設備缺陷區(qū)域X
?
DR圖像超分辨率方法，其具體技術方案如下：
[0005]一種用于GIS設備缺陷區(qū)域X
?
DR圖像超分辨率方法，其包括如下步驟：
[0006]S1，構建GIS設備X
?
DR圖像退化模型以對GIS設備X
?
DR原始圖像進行退化處理，生成GIS設備X
?
DR低分辨率圖像；
[0007]S2，構建GIS設備X
?
DR超分辨率圖像生成器；
[0008]S3，構建GIS設備X
?
DR圖像鑒別器；
[0009]S4，設計圖像鑒別器的總損失函數(shù)L
D
＝λ1L
D1
+λ2L
D2
以及圖像生成器的總損失函數(shù)L
G
＝L
precep
+λ3L
G1
+λ4L
G2
+ηL1；
[0010]S5，根據(jù)GIS設備X
?
DR超分辨率圖像生成器、GIS設備X
?
DR圖像鑒別器以及總損失函數(shù)，構建GIS設備X
?
DR圖像超分辨網(wǎng)絡；
[0011]S6，通過GIS設備X
?
DR圖像超分辨網(wǎng)絡對GIS設備X
?
DR原始圖像進行處理，生成GIS設備X
?
DR超分辨率圖像；
[0012]其中，L
D1
表示第一個鑒別器的損失函數(shù)，L
D2
表示第二個鑒別器的損失函數(shù)，λ1、λ2、λ3、λ4以及η表示調節(jié)系數(shù)，L
precep
表示感知損耗，L1表示L1損失函數(shù)，L
G1
表示第一個鑒別器對
應的生成器的損失函數(shù)，L
G2
表示第二個鑒別器對應的生成器的損失函數(shù)。
[0013]通過將鑒別器與現(xiàn)有生成對抗網(wǎng)絡的生成器結合，組成所述用于GIS設備缺陷區(qū)域X
?
DR圖像超分辨率方法，其生成的GIS設備X
?
DR超分辨率圖像有利于提高缺陷檢測的精確度，可以為GIS設備的狀態(tài)檢測和安全運行提供重要的技術手段，解決了現(xiàn)有技術生成的GIS設備高分辨率圖像清晰度欠佳，難以在后續(xù)的缺陷檢測與診斷中發(fā)揮作用的問題。
[0014]進一步地，GIS設備X
?
DR圖像退化模型為二階退化模型，退化處理包括模糊、調整、噪聲和壓縮。
[0015]進一步地，GIS設備X
?
DR超分辨率圖像生成器由多個殘差密集塊構成，殘差密集塊具有殘差
?
殘差結構，并且殘差密集塊的主干路徑上包括多個dense block，dense block和主干路徑之間設有殘差縮放因子γ，γ∈[0,1]。
[0016]進一步地，在步驟S3中，構建GIS設備X
?
DR圖像鑒別器的具體方法包括如下步驟：
[0017]S30，構建帶有跳躍式連接結構的U
?
NET；
[0018]S31，將上下文變壓器模塊引入到U
?
Net的跳躍式連接結構中；
[0019]S32，使用連接模塊將上下文變壓器模塊的輸出與來自U
?
Net的特征融合；
[0020]S33，對來自U
?
Net的特征進行上采樣。
[0021]進一步地，在步驟S4中，設計圖像鑒別器的總損失函數(shù)的具體方法包括如下步驟：使用sigmoid函數(shù)將輸出歸一化，并使用二元交叉熵損耗來計算損耗，單個鑒別器的損失函數(shù)為
[0022]其中，M為輸出矩陣W
×
H，定義D＝σ(M)，x
r
表示真實數(shù)據(jù)，x
f
表示虛假數(shù)據(jù)，和分別表示x
r
和x
f
的二元交叉熵損耗函數(shù)。
[0023]進一步地，鑒別器對應的生成器的損失函數(shù)為
[0024]進一步地，λ3、λ4均為1。
[0025]進一步地，一種計算機可讀存儲介質，其存儲有計算機程序，當計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的用于GIS設備缺陷區(qū)域X
?
DR圖像超分辨率方法。
附圖說明
[0026]從以下結合附圖的描述可以進一步理解本專利技術。圖中的部件不一定按比例繪制，而是將重點放在示出實施例的原理上。在不同的視圖中，相同的附圖標記指定對應的部分。
[0027]圖1是本專利技術一實施例中一種用于GIS設備缺陷區(qū)域X
?
DR圖像超分辨率方法的整體流程示意圖；
[0028]圖2是本專利技術一實施例中退化處理過程的流程示意圖。
[0029]圖3是本專利技術一實施例中殘差密集塊的結構示意圖。
[0030]圖4是本專利技術一實施例中鑒別器的結構示意圖。
[0031]圖5是本專利技術一實施例中上下文變壓器模塊的結構示意圖。
[0032]圖6是本專利技術一實施例中GIS設備X
...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種用于GIS設備缺陷區(qū)域X
?
DR圖像超分辨率方法，其特征在于，包括如下步驟：S1，構建GIS設備X
?
DR圖像退化模型以對GIS設備X
?
DR原始圖像進行退化處理，生成GIS設備X
?
DR低分辨率圖像；S2，構建GIS設備X
?
DR超分辨率圖像生成器；S3，構建GIS設備X
?
DR圖像鑒別器；S4，設計圖像鑒別器的總損失函數(shù)L
D
＝λ1L
D1
+λ2L
D2
以及圖像生成器的總損失函數(shù)L
G
＝L
precep
+λ3L
G1
+λ4L
G2
+ηL1；S5，根據(jù)GIS設備X
?
DR超分辨率圖像生成器、GIS設備X
?
DR圖像鑒別器以及總損失函數(shù)，構建GIS設備X
?
DR圖像超分辨網(wǎng)絡；S6，通過GIS設備X
?
DR圖像超分辨網(wǎng)絡對GIS設備X
?
DR原始圖像進行處理，生成GIS設備X
?
DR超分辨率圖像；其中，L
D1
表示第一個鑒別器的損失函數(shù)，L
D2
表示第二個鑒別器的損失函數(shù)，λ1、λ2、λ3、λ4以及η表示調節(jié)系數(shù)，L
precep
表示感知損耗，L1表示L1損失函數(shù)，L
G1
表示第一個鑒別器對應的生成器的損失函數(shù)，L
G2
表示第二個鑒別器對應的生成器的損失函數(shù)。2.如權利要求1所述的一種用于GIS設備缺陷區(qū)域X
?
DR圖像超分辨率方法，其特征在于，GIS設備X
?
DR圖像退化模型為二階退化模型，退化處理包括模糊、調整、噪聲和壓縮。3.如權利要求1所述的一種用于GIS設備缺陷區(qū)域X
?
DR圖...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉國特，周妮娜，周錦輝，文湧華，許淋強，宋宇昕，陳思軍，
申請(專利權)人：廣東雙電科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：