基于变分自编码的输电线路图像解码方法与流程

本发明涉及输电线路图像生成领域，具体涉及一种基于变分自编码的输电线路图像解码方法。

背景技术：

在电力行业，输电线路的安全问题是至关重要的问题。随着人工智能的发展，人工巡检的方式逐渐被输电线路的智能化系统代替。在摄像机抓拍输电线路图片之后，选择将抓拍的图片通过4g网络直接传输到后台服务器中，每台摄像机每天抓拍的图片数量在100多张，大量摄像机每天会产生大量的数据，如果全部传输，极大地消耗了网络带宽。另一方面，图片数据集上传至服务器之后，由于其数据量过大，占用了服务器大量存储空间，也需要较大的经济成本。

综上所述，如何提供一种高效、可靠的基于变分自编码的输电线路图像编码方法，对图像进行编码压缩，同时可以较好地通过编码对图像进行重建，为输电线路监控图像快速低成本传输图像提供技术支撑，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于变分自编码的输电线路图像编解码方法，能够实现了输电线路监控图像的快速低成本传输存储，节省传输的带宽和存储的的服务器成本，有助于实现电网运行的智能化管理。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是，提供一种基于变分自编码的输电线路图像解码方法，包括以下步骤，

a、摄像机抓拍输电线路场景范围内的图片，使用变分自编码技术将图片编码；

b、将编码得到的数据通过4g网络传输到服务器中，将服务器中存储的编码并根据需求重建成图片。

优选的，步骤a所述变分自编码技术基于encoder-decoder模式的生成模型，在移动端设备中使用神经网络对图片进行编码，根据需要在服务器中对编码数据进行解码，重建能够可视化的图像。

优选的，步骤b具体的包括：

b1：基于步骤a所述输电线路范围内的图片，使用变分自编码技术获取隐患图片编码；

b2：将图片编码通过4g网络传输到服务器端；

b3：在服务器端收集输电线路场景隐患图片编码，利用所获得的输电线路场景隐患图片编码；

b4：根据用户需求，将服务器中存储的编码重建成图片。

优选的，所述b2具体的为：摄像机系统中包含4g网络的接入和控制设备，控制设备自动将摄像机抓拍的监控图片解码之后的编码上传到服务器中，4g网络的接入设备能够连接到电信运营商的无线网络中，进行编码的远程传输，对于已经生成的编码，将其通过4g网络传输到后台服务器中。

优选的，所述b4具体的包括：将存储的输电线路图像编码作为解码器的输入，来生成类似但不同于训练数据的新样本。

本发明有益效果：

(1)本发明使用变分自编码vae算法，并做了针对性的改进工作，能够实现高倍的图像压缩，同时可以重建可视化效果较好的图像，能有效地降低带宽的消耗。

(2)本发明通过在服务器中存储图像的编码信息，有效节约了服务器的存储空间。

附图说明

图1：本发明方法步骤流程图；

图2：变分自编码技术整体结构图；

图3：encoder-decoder框架图。

具体实施方式

实施例1：

参照说明书附图，本发明所提供的一种基于变分自编码的输电线路图像解码方法，包括以下步骤，

a、摄像机抓拍输电线路场景范围内的图片，使用变分自编码技术将图片编码；

b、将编码得到的数据通过4g网络传输到服务器中，将服务器中存储的编码并根据需求重建成图片。

优选的，步骤a所述变分自编码技术基于encoder-decoder模式的生成模型，在移动端设备中使用神经网络对图片进行编码，根据需要在服务器中对编码数据进行解码，重建能够可视化的图像。

步骤a所述变分自编码技术是指，获取抓拍的输电线路范围内的隐患图片，利用变分自编码技术vae，这种技术的整体结构如图1所示。这种模型采用了encoder-decoder框架如图2所示。vae的目标构建一个从隐变量z生成目标数据x的模型。假设z服从某些常见的分布(比如正态分布或均匀分布)，然后训练一个模型x＝g(z)，这个模型能够将原来的概率分布映射到训练集的概率分布来进行分布之间的变换。

假设z服从标准的正态分布，那么就可以从中采样得到若干个z1.z2,...,zn，然后对它做变换得到x1＝g(z1),x2＝g(z2),...,xn＝g(zn)。

首先有一批数据样本{x1,x2,...,xn}，其整体用x来描述，根据{x1,x2,...,xn}得到x的分布p(x)，p(x)＝z∑p(x|z)p(z)，根据p(x)来采样，就可以得到所有可能的x(包括{x1,x2,...,xn}以外的)。此时p(x|z)描述了一个由z来生成x的模型，由网络中的decoder来实现，而假设z服从正态分布，就可以先在正态分布中采样一个z，然后根据z来算出一个x。之后采用重参数化机制，在使用神经网络计算出均值和方差之后不直接对相应的正态分布采样，而是从标准正态分布中采样一个ε，然后乘方差加均值。

优选的，步骤b具体的包括：

b1：基于步骤a所述输电线路范围内的图片，使用变分自编码技术获取隐患图片编码；

b2：将图片编码通过4g网络传输到服务器端；

b3：在服务器端收集输电线路场景隐患图片编码，利用所获得的输电线路场景隐患图片编码；

b4：根据用户需求，将服务器中存储的编码重建成图片。

步骤b所述将抓拍的输电线路图片的编码通过4g网络传输到服务器中，在服务器端收集输电线路场景隐患图片编码，利用所获得的输电线路场景隐患图片编码，在服务器端重建输电线路场景隐患图片是指，步骤a中得到的图片编码，将其通过4g网络传入服务器中，在服务器端利用生成器decoder生成类似但不同于训练数据的新样本。

优选的，所述b2具体的为：摄像机系统中包含4g网络的接入和控制设备，控制设备自动将摄像机抓拍的监控图片解码之后的编码上传到服务器中，4g网络的接入设备能够连接到电信运营商的无线网络中，进行编码的远程传输，对于已经生成的编码，将其通过4g网络传输到后台服务器中。

优选的，所述b4具体的包括：将存储的输电线路图像编码作为解码器的输入，来生成类似但不同于训练数据的新样本。

工作过程：首先监控摄像机抓拍输电线路范围内的隐患图片，使用变分自编码技术进行图片编码，将编码通过4g网络上传到服务器，在服务器端收集输电线路场景隐患图片编码，利用所获得的输电线路场景隐患图片编码，根据需求在服务器端重建需要显示的输电线路场景隐患图片。本发明基于变分自编码技术，利用现有的输电线路场景隐患图片对其进行解码。在输电通道智能巡检领域，通过反复的实验论证，在国家电网的输电通道图像数据集采用编码技术后，可以实现1000倍的图像有损压缩，同时可以重建可视化效果较好的图像。实现了输电线路监控图像的快速低成本传输存储，节省了传输的带宽和存储的的服务器成本，有助于实现电网运行的智能化管理。