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基于几何不变矩的图像相似度计算方法
作者：谢逸逍 汪有成 肖猛 黄玉柱 马文奎 来源：《电子技术与软件工程》2017年第16期
摘要
提出了一种图像相似度测量方法，实现了变电站环境下模板图像和巡检图像相似性的识别。首先，使用数字图像处理技术对采集的图像进行滤波、形态学等预处理。其次，计算并统计模板图像和巡检图像的几何不变矩Hu矩，形成图像的特征向量。最后，计算图像特征向量之间的余弦相似度，通过设置阈值进行图像相似程度识别。实验结果表明，该方法能够实现图像相似度之间的判断，算法简单、速度快、正确率高。为后续变电站异物识别提供了技术支持。
【关键词】变电站 图像相似度 Hu不变矩 余弦相似度
随着信息时代的到来，人类已经进入了信息化的时代，图像作为最普通的信息载体与人类的活动息息相关。近年来，众多的学者们将研究方向转移到图像处理与计算机视觉等领域。图像分类也逐渐成为科学研究中不可缺少的强有力的工具，其在图像检索、智能机器人场景识别等多个领域中具有重要的应用价值。
变电站是各级电网的核心枢纽，对站内设备例行检查是保证电网安全运行的关键技术手段。目前，比较流行的巡检方式是人工巡检模式，即以人工的方式方法登记、统计设备信息来进行管理工作的落后状态。由于电网的维护难度高，巡检量大，采用人工巡检模式己不能满足己完全不能满足实际需要。
随着机器人技术的快速发展，将机器人技术与电力应用相结合，基于机器人移动平台携带检测设备代替人工进行设备巡检成为了可能。变电站中的环境复杂，采集的设备图像并不是保持不变的。模板图像和巡检图像不同，致使续算法正确率降低。因此，对采集到的图像和模板图像相似性判断是一项重要工作，研究一种图像相似度计算方法具有重要意义。 1 图像滤波
为了提高图像质量便于后而处理得到更好的结果，需要对图像进行预处理操作。滤波去噪是图像预处理常用的技术手段，其中，中值滤波是一种非线性滤波器，对噪声点有较好的处理效果。中值滤波定义如下：假设数组
为1维数组，将该数组元素按从小到大排列：
式中：y称为数组X的中值。对于二维图像数据，选取一个r1×r2区域的窗口，将窗口依次滑过整幅图像，将窗口中心位置像素用窗口中像素中值代替，得到滤波后的图像。依据实践