基于Canny角点检测的变电站遥视图像拼接方法

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摘 要：本文介绍了一种基于canny角点检测的变电站遥视图像拼接方法。该方法对初始化处理后的待拼接图像分别进行Canny图像边缘检测，并在此基础上进行基于角点几何特征的角点检测获得角点特征点，进而在图像重叠区域中进行图像特征点匹配，实现图像拼接，最后进行图像融合消除拼接接缝，实验结果表明了该方法的有效性。

关键词：变电站遥视系统；图案拼接；边缘检测；角点检测

中图分类号：TP391.41

变电站遥视系统借助计算机技术、多媒体技术及通讯技术，采集变电站图像等多媒体信号，从而使变电站运行水平不断提高，使变电站的无人值班逐步变成了可能[1]。但是，由于摄像机仅能感应部分区域的异常，不能实时获知视野广阔的现场全景图像信息，不能进行全方位的监测，安全系数不高，所以需要将由摄像机获取的监控图像或者一路摄像机不同位置获取的监控图像拼接成一幅宽视野的高分辨率的全景图像。

1 图像拼接方法

一般的图像拼接方法[2]主要包括两个步骤：图像配准和图像融合。其中图像拼接的核心技术是图像配准技术。其中基于特征的配准是分别在图像中提取特征，再进行特征匹配，最后计算出变换模型参数，目前主流图像拼接方法都采用基于特征的技术，基本的图像特征包括区域、纹理、轮廓、边缘和角点等，其中边缘特征和角点特征均是图像最基本的特征之一。为了提高拼接准确率，本文将利用边缘点与角点之间的联系进行特征点提取，首先采用Canny图像边缘检测方法获取变电站遥视图像边缘，进而采用基于角点几何特征的角点检测方法获取图像角点特征，使获得的特征点同时具备了边缘特征和角点特征，从而能够提高图像配准的正确率并降低配准的计算量。

2 基于Canny角点几何特征的角点检测方法

2.1 Canny边缘检测

传统的Canny边缘检测[3]有四个主要流程：平滑滤波、梯度计算、非极大值抑制和全局高低阈值。

2.2 角点特征点获取

根据角点几何特性，定义了图形模板，如图1所示，直接对Canny边缘检测获得的图像边缘进行像素点扫描。在图1（a）中，模板中心对应同一条边界线上的中间点，模板中心对应点是边界点不是角点；在图1（b）中，模板中心对应两条边界线的交点，模板中心对应点是角点；在图1（c）中，模板中心对应多条边界线的交点，模板中心对应点是角点。像素点扫描过程中将符合模板图1（b）和图1（c）的点定义为角点。

2.3 图像配准

对于2幅待匹配的图像，在1幅图像的重叠范围中选择1点（x，y）作为初始点，根据所选择拼接的方向上的平移分量即可粗定位其在另一幅图像中的对应点（x’，y’），然后设定一定的步长i，j，以互相关系数最大为原则进行迭代搜索，求出最佳拼接点，最后基于最佳匹配点通过图像变换进行图像拼接。

3 实验分析

图2给出某变电站遥视系统拍摄的两张图像，这两张图像均涉及同一变压器，为了获得该变压器全貌需要对这两张图像进行拼接。采用基于Canny角点检测的图像拼接方法完成图像拼接，拼接结果如图3所示。从实例可以看出，该方法获得的图像拼接效果较好，适用于变电站遥视系统的图像拼接需要。

4 总结

本文针对现有技术之弊端，提供了一种基于Canny角点检测的变电站遥视图像拼接方法，以实现高效的变电站遥视图像拼接。实验结果表明，该方法适用于变电站遥视系统的图像拼接。

参考文献：

[1]桑艳艳，郑三立.省级变电站遥视系统的研究与实现[J].2008，21（1）：73-77.

[2]蔡丽欢，廖英豪，郭东辉.图像拼接方法与其关键技术研究[J].2008，18（3）：1-3.

[3]Canny J.A computational approach to edge detection [J].IEEE Trans Pattern Analysis Mach Intell，1986，8（6）：679-698.

作者简介：贾伟（1978-），男，注册安全工程师。

作者单位：河北华电石家庄裕华热电有限公司，石家庄 050000；河北华电石家庄热电有限公司，石家庄 050000