面向绝缘子缺陷检测的图像质量评估与增强算法研究

来源 :华中师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gogoxincheng
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在电网高速发展的时代背景下,无人机辅助的绝缘子巡检装置解决了传统人工检测危险性高、盲区多、效率低等问题。目前无人机巡检技术还不成熟,仍存在一些难点痛点,主要包括:1)无人机巡检过程中,容易受光照、大气环境和运动姿态等因素干扰,导致采集到的图像会出现不同程度的失真,影响后续检测与识别阶段的推断精度;2)无人机图像采集过程中最常见的运动模糊问题,通常会导致绝缘子缺陷目标部分失真,不便于巡检人员进行缺陷定位和修复工作。为解决上述问题,论文围绕图像质量评估算法和图像增强算法展开研究。针对现有质量评估算法仅将质量评分作为评估指标,未考虑图像失真类型对图像质量评估影响的问题,提出了一种联合质量评分和失真类型的图像质量评估方法。针对现有的模糊图像增强算法存在处理后的图像缺乏纹理细节、模型参数过大难以终端部署等问题,对基于生成对抗网络的图像增强算法,网络结构和损失函数进行改进与优化,并设计轻量化方案来提高模型实时性能。主要研究内容和研究成果如下:(1)针对现阶段图像质量评估模型仅利用网络顶层的语义特征进行质量评估,而忽略浅层纹理特征和中层语义特征,提出了一种多层特征融合的方案,利用图像不同层次特征信息进行联合质量评分,同时引入CBAM注意力机制更好地模拟人类视觉,增强网络的特征感知能力。所提算法在LIVE数据集上PLCC指标为97.9%。针对低质图像存在不同类型和不同程度质量损失的问题,提出基于EfficientNet的迁移学习图像失真分类算法,该算法在自建绝缘子数据集上推断准确率为99.8%。(2)针对基于生成对抗网络的图像增强算法训练困难、生成图像缺乏丰富的纹理特征等问题。首先对网络结构进行改进,采用结合密集块和多层残差网络的RRDB单元模块替代传统的残差块,通过引入Unet网络作为判别器为生成器提供像素级的反馈。其次对损失函数进行优化,利用Wassertein距离作为对抗损失,提高了模型训练的稳定性。并提出联合像素损失、感知损失和边缘损失作为内容损失的改进方案,可生成更加逼真、分辨率更高的图像。实验表明,提出的Unet-GAN模型在GoPro数据集上的PSNR值和SSIM值相较于经典DeblurGAN算法分别提升了 1.87dB 和 0.062。(3)针对改进后的Unet-GAN模型参数量大,不便于进行移动设备部署的问题,对生成网络进行轻量化优化。采用MobileNet-V2作为骨干网络,同时引入FPN结构提高图像的特征利用率,轻量化后的MobileNet-GAN模型大小压缩为原始模型的1/4,在单张图像推断时间上缩短为原来的1/5。(4)针对运动模糊导致绝缘子目标漏检、准确率低等问题,论文通过流水线方式进行目标检测。首先对无人机采集到的绝缘子图像进行质量评估,其次对低质模糊绝缘子图像进行增强处理,最后将增强后的清晰图像送入检测模型进行目标检测。实验结果表明,采用流水线方式进行绝缘子检测与原图直接检测方式相比较,在YOLOX、YOLOv5和Faster-RCNN模型上检测精度分别提升了 6.1%、4.5%和 6.2%。
其他文献
结合人文科学背景设计硫的“毛遂自荐”“海内存知己”“不期而遇”“天生我材必有用”和“浪子回头金不换”五片段教学案例。通过I(案例引入)、P(问题抛出)、O(信息提取)、D(信息分析)和E(原因解释)五步法,基于IPODE策略在“硫及其化合物”化学教学中的应用,以思维导图建构知识体系,旨在全面发展学生的化学核心素养。
文章围绕公益广告案例展开研究,重点讨论了公益广告的社会影响,从经济与精神文化两方面分析公益广告对社会影响的重要性。其目的是让人们对公益广告有更多的认识了解,让更多人了解公益广告的益处和影响。通过理清公益广告对社会发展的重要影响,旨在让更多的人愿意去做公益,帮助有需要的人,让社会变得更加和谐友好,互敬互爱。
安防镜头是停车场安防监控系统的重要组成部分,为了应对停车场安防的复杂环境,设计了一款焦距从18~180 mm的机械变焦镜头。该系统通过机械补偿变焦结构,合理匹配材料并分配光焦度对光学系统进行设计及像质评价,应用动态光学理论与Matlab软件拟合凸轮曲线。通过15片球面透镜,实现波段486~656 nm、F数2.2、视场2.5°~25°,MTF在100 lp/mm时大于0.3,弥散斑半径小于5μm,
为了防止石油化工行业输送产品的管道发生灾难性故障,对其进行无损检测至关重要,而对这些管道故障的检测主要集中在量化由管道腐蚀引起的壁厚减薄。超声波管道内检测技术拥有对缺陷敏感、检测直接准确等优点,成为管道无损检测的常用技术。目前,压电超声换能器和电磁超声换能器是两种常用的超声激励方法。其中,压电超声检测需要涂抹耦合剂,会影响检测效率。与压电相比,电磁超声可以简单地产生各类超声波,无需直接接触或耦合剂
为了解高中学生在学习化学时的“相异构想”情况,以“硫及其化合物”相关知识为例,编制了“四段式多项选择测试问卷”,同时,对贵州省某中学高三年级学生进行了相异构想调查,并对数据进行了统计与分析。结果表明:学生对于硫的弱氧化性的相关知识点,存在相异构想;对于SO2的还原性与漂白性不能做良好区分;对于SO42-离子检验相关知识存在欠缺。可见,相异构想在高中学生中普遍存在。最后给出了一些转化对策。
福州市上下杭历史文化街区由于水陆交通便捷,曾一度成为闽北物产集散枢纽,街市商贸功能极为突出,成为福州乃至福建省重要的商贸、金融中心。现今,上下杭历史文化街区工业功能基本退化,形成以生活居住、传统商贸功能为主的综合性住区。由于其人口密集、物质集中、功能复杂等原因,使用者及居民连续不断对原有的古建筑进行改建、扩建等活动,增加了很多违章建筑;改小或封堵了很多消防通道,增加建筑内部乃至相邻建筑间的火灾传递
<正>研究高考试题,是备考复习必做的功课。本文以2022年高考中“硫及其化合物”知识的考查情况为例,将其热点考查形式归类进行分析,供参考。一、考查硫及化合物的组成、结构、性质、用途例1 下列说法中正确的是( )。A.温室气体是形成酸雨的主要物质(2022·全国甲卷)B.胆矾的化学式为FeSO4·7H2O(2022·浙江化学)C.石硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”,见其氧化性(2022·山
期刊
应用型本科高校的实验室是教学、科研工作的重要基地,应用型人才的培养需要科学严谨的实验室管理。本文介绍了6S管理的内涵,把整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全等六要素引入电子技术实验室管理,介绍了6S管理的具体的实施方案、管理方案、实施标准和样板展示。最后阐述了采用这一模式在实验室环境、实验室管理质量及水平、实验室工作效率和师生职业素养培养方面取得的成效。
锂金属作为下一代高能量密度锂离子电池负极,具有极高的理论比容量(3 860 m Ah/g)和最低的氧化还原电位。但是,锂金属负极在充放电过程中存在锂枝晶生长、副反应剧烈、体积膨胀大等问题,造成锂金属电池库伦效率降低、电解液耗尽、短路。针对锂枝晶生长这一难题,重点综述了空间电荷理论、SEI诱导理论、异质成核理论等锂枝晶生长机制及其对应抑制策略,并简要展望了锂金属负极的发展方向。
<正>“简谐运动”教学内容选自人民教育出版社物理选择性必修第一册。简谐运动的探究是以弹簧振子为研究对象,快速运动的研究以信息技术为支撑环境,选取手机连拍和PPT软件处理图片、视频分析软件Tracker、音频处理软件GoldWave和绘图GeoGebra软件作为工具,尝试探索信息化软件与高中物理实验教学的整合原则和整合方式。希望能给物理教师提供信息技术与高中物理教学整合的新思路、新手段。
期刊