基于PySobel FR的红外绝缘子异常检测
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湖南省教育厅重点项目(No.23A0255);国家自然科学基金青年基金项目(No.62103063)资助。


Infrared insulator anomaly detection via the PySobel FR framework
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    摘要:

    针对输电线路绝缘子红外图像依赖人工识别、且异常样本数据难以充分构建的问题,本文提出了一种融合PySobel图像增强算法与特征重建机制的无监督异常检测框架(PySobel FR)。所设计的PySobel算法结合高斯滤波、下采样、上采样及Sobel算子操作,在提升边缘结构感知能力的同时,有效抑制图像中的噪声干扰。整体检测框架采用双路径图像重建结构,其中教师模型的重建结果不直接用于异常判定,仅作为知识迁移的中介。在编码阶段,引入可变形下采样模块,以增强对绝缘子复杂边缘轮廓的特征提取能力;在学生模型的解码过程中,引入高效上卷积模块以替代传统卷积注意力机制与上采样层,结合残差连接策略,实现了特征聚焦与细节还原能力的提升。实验结果验证了所提三项改进策略在自建绝缘子红外图像数据集上的有效性,最终模型在异常检测任务中达到了9043的识别精度。

    Abstract:

    In response to the reliance on manual inspection in infrared imagery of transmission line insulators and the scarcity of sufficient anomalous data samples,an unsupervised anomaly detection framework (PySobel FR) integrating the PySobel image enhancement algorithm and feature reconstruction mechanism is proposed.The PySobel algorithm combines Gaussian filtering,downsampling,upsampling,and Sobel operations to enhance edge perception while suppressing noise.The framework adopts a dual path reconstruction structure,where the teacher model serves solely as a knowledge transfer guide without directly participating in anomaly judgment.In the encoder,a deformable downsampling module is introduced to better capture complex edge features of insulators.During the decoding process of the student model,an efficient up convolution module replaces traditional convolutional attention and upsampling layers,leveraging residual connections to improve feature focus and detail recovery.Experiments on a self constructed infrared insulator dataset demonstrate the effectiveness of the proposed improvements,achieving an anomaly detection accuracy of 90.43%.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

李鸿,郑皓亮,丁龙,贾智伟,李灵.基于PySobel FR的红外绝缘子异常检测[J].激光与红外,2026,56(2):299~306
LI Hong, ZHENG Hao-liang, DING Long, JIA Zhi-wei, LI Ling. Infrared insulator anomaly detection via the PySobel FR framework[J]. LASER & INFRARED,2026,56(2):299~306

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  • 最后修改日期:2025-06-06
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  • 在线发布日期: 2026-02-10
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