(2)圖像分類(lèi)識(shí)別
Hu矩是1962年由Hu提出的二維不變矩理論，是提取圖像旋轉(zhuǎn)、縮放特征的二維不變矩理論，具有旋轉(zhuǎn)、縮放和平移不變性， 故被廣泛地應(yīng)用在圖像識(shí)別的特征提取中。在具體的模式識(shí)別過(guò)程中，可將目標(biāo)圖像的7個(gè)不變矩的測(cè)量值作為其特征矢量，也可以根據(jù)所識(shí)別圖像的具體性質(zhì)選擇不同的不變矩組合，或者將不變矩與其他的特征量相結(jié)合。
Hu矩具有圖像旋轉(zhuǎn)、縮放不變性，但是在實(shí)際縮放運(yùn)算上存在較大的誤差，為了改進(jìn)這一問(wèn)題，可以采用改進(jìn)Hu不變矩，利用不變矩之間的比值來(lái)去掉比例因子，使不變矩公式與面積或結(jié)構(gòu)的比例縮放無(wú)關(guān)，僅與幾何形狀有關(guān)，解決因拍攝距離不一致導(dǎo)致的縮放問(wèn)題。

表3-7電氣設(shè)備Hu不變矩值

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中最基本的和使用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法又稱(chēng)為誤差反向傳播算法，具有良好的自適座性和分類(lèi)識(shí)別等能力。
標(biāo)準(zhǔn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分為三個(gè)部分：輸入向量、隱含層神經(jīng)元和輸出層神經(jīng)元。輸入層處理單元數(shù)等于輸入的圖像特征值個(gè)數(shù)；隱含層神經(jīng)元可以按照經(jīng)驗(yàn)來(lái)選取，選取隱含層數(shù)為5;輸出層神經(jīng)元的個(gè)數(shù)為1，輸出數(shù)值的大小即為電氣設(shè)備的種類(lèi)（如0、1等）。

3-16神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)示意圖

采用Matlab中的數(shù)字圖像處理模塊對(duì)電氣設(shè)備紅外圖像進(jìn)行分類(lèi)識(shí)別，總共進(jìn)行5次試驗(yàn)，分別輸入來(lái)自某市電力公司變電站現(xiàn) 的270、540、810、1080、1350張紅外圖儉，其中，變壓器、穿墻套管、避雷針、開(kāi)關(guān)、互感器、散熱器、互感器（三相）、斷路器、出線(xiàn)電纜頭各30、60、90、120、150張。總體仿真步驟如下：
1）對(duì)所有圖像進(jìn)行預(yù)處理。
2）求取每張圖片的的Hu不變矩和改進(jìn)的Hu不變矩。
3）選取每類(lèi)電氣設(shè)備測(cè)試圖像的1/3作為訓(xùn)練樣本，對(duì)構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)器進(jìn)行訓(xùn)練，并對(duì)剩余的圖像進(jìn)行分類(lèi)，同時(shí)對(duì)圖像Hu不變矩和改進(jìn)的圖像Hu不變矩進(jìn)行分類(lèi)。
4）對(duì)最終的仿真結(jié)果進(jìn)行歸納總結(jié)，手找到準(zhǔn)確率最高的分類(lèi)方法。

用于測(cè)試構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)緒分類(lèi)器隱含層含有5個(gè)神經(jīng)元，采用logsig（S型）函數(shù)；輸出層有1個(gè)神經(jīng)元，采用purelin（線(xiàn)性型）函數(shù)。學(xué)習(xí)率段定為0.005，訓(xùn)練次數(shù)為10000次，目標(biāo)誤差為0.001。
圖3-17表示采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)器進(jìn)行分類(lèi)，每種電氣設(shè)備選取150幅圖片的情況下，改進(jìn)的BP算法迭代了31次，達(dá)到了目標(biāo)誤差0.001的要求。

圖3-17 誤差函數(shù)曲線(xiàn)收斂示意圖

(3)圖像處理
—張普通的紅外圖像大小一般在250?650KB之間，存儲(chǔ)著約合640x480個(gè)點(diǎn)的溫度信息與RGB信息，以及相關(guān)語(yǔ)言注解與文本注解等信息。以某地市需要通過(guò)紅外圖像診斷的設(shè)備10000臺(tái)來(lái)估算，每日產(chǎn)生的圖像約為3萬(wàn)張，存儲(chǔ)空間約為14GB，三年的數(shù)據(jù)量可達(dá)3600萬(wàn)張，存儲(chǔ)空間約為15TB。對(duì)于3600萬(wàn)的記錄數(shù)、15TB的數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)規(guī)模，傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)+文件管理系統(tǒng)模式無(wú)法實(shí)現(xiàn)高效存儲(chǔ)與快速檢索的需求；基于Hadoop平臺(tái)可將紅外圖像視為小文件，本領(lǐng)域需要解決的不僅僅是圖像的存儲(chǔ)、檢索問(wèn)題，還需在此基礎(chǔ)上進(jìn)行模式識(shí)別與溫度分析等預(yù)處理業(yè)務(wù)，并且需要將相關(guān)的預(yù)處理結(jié)果與圖像信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
基于HBase數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，不僅僅解決了紅外圖像的高效存儲(chǔ)與檢索問(wèn)題，也解決了海量圖像預(yù)處理問(wèn)題，并且解決了圖像信息與預(yù)處理結(jié)果信息（區(qū)域信息、溫度信息）之間的關(guān)聯(lián)問(wèn)題。