圖像模糊識(shí)別技術(shù)在高壓輸電線路智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用的研究

1、項(xiàng)目名稱：圖像模糊識(shí)別技術(shù)在高壓輸電線路智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用的研究申請(qǐng)單位：起止時(shí)間：申請(qǐng)日期：一、 目的和意義隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，高壓遠(yuǎn)距離架空輸電線路日益增多。高壓輸電線路由于分布范圍廣，穿越地區(qū)地形復(fù)雜、氣候條件多變，傳輸距離遠(yuǎn)，造成人力巡檢不能及時(shí)有效的巡視和監(jiān)控，國內(nèi)外都發(fā)生過由于高壓輸電線路或桿塔被盜而誘發(fā)的電力系統(tǒng)瓦解事故。另外，處在荒郊野外的桿塔線路極易受到環(huán)境外力的破壞，由此引起的線路跳閘事故逐年增加。如何有效的，快速的建立高壓輸電線路安全防范機(jī)制，從而減少輸電線路設(shè)施受自然災(zāi)害和人為被盜已成為了保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的當(dāng)務(wù)之急?，F(xiàn)有的解決辦法是安裝視頻攝像頭，拍下圖片

2、，由工作人員對(duì)比原始圖片人工分析是否被盜或受災(zāi)。這種方法起到了一些作用，但仍然不能及時(shí)有效的監(jiān)控線路，發(fā)現(xiàn)問題。我們擬研制的高壓輸電線路智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在原有視頻技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用圖像模糊識(shí)別技術(shù)和嵌入式視頻技術(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象自動(dòng)分析報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)被盜和受災(zāi)區(qū)域，看到具體破壞的位置，為搶修線路節(jié)約時(shí)間和人力成本。該系統(tǒng)的研制和應(yīng)用能夠從技術(shù)上保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，也方便了電力行業(yè)的管理，同時(shí)提高了管理效率。具有巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。二、 國內(nèi)外研究水平綜述視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展了短短二十幾年時(shí)間，從最早模擬監(jiān)控到前些年數(shù)字監(jiān)控，再到現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，發(fā)生了翻天覆地變化。從

3、技術(shù)角度出發(fā)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展劃分為第一代模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)，到第二代基于“PC多媒體卡”數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)，到第三代完全基于IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)(IPVS)。1、模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展較早，主要由攝像機(jī)、視頻矩陣、監(jiān)視器、錄像機(jī)等組成，通過視頻矩陣主機(jī)可以將來自攝像機(jī)的視頻圖像顯示在監(jiān)視器，并能用鍵盤進(jìn)行切換和控制或?qū)D像信息錄像到磁帶；遠(yuǎn)距離圖像傳輸采用模擬光纖，利用光端機(jī)進(jìn)行視頻的傳輸。由于系統(tǒng)視頻信號(hào)的采集、傳輸、存儲(chǔ)均為模擬形式，因此圖像信號(hào)不受損失。模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)：（1）圖像信息采用視頻電纜以模擬方式傳輸；（2）主要應(yīng)用于小范圍內(nèi)

4、的監(jiān)控；（3）監(jiān)控圖像一般只能在控制中心查看；（4）有線模擬視頻監(jiān)控?zé)o法聯(lián)網(wǎng)，只能以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)，使得布線工程量極大；（5）無法形成有效的報(bào)警聯(lián)動(dòng)；（6）系統(tǒng)的擴(kuò)展性較差。2、基于“PC多媒體卡”數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)基于“PC多媒體卡”數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以高性能的多媒體工控機(jī)為核心，采用模塊化結(jié)構(gòu)，將主控端的全部設(shè)備集成與一體，該系統(tǒng)還具有友好的人機(jī)交互界面和基于網(wǎng)絡(luò)的多級(jí)分控能力，每一級(jí)都有自我管理和控制的功能，并可以受上一級(jí)的控制?；凇癙C多媒體卡”數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)：（1）由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和視頻壓縮技術(shù)的滯后，無法組建大型監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控信息局限于本地；（2）要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離視

5、頻傳輸需鋪設(shè)光纜、在光纜兩端安裝視頻光端機(jī)設(shè)備；（3）模擬傳輸數(shù)字化存儲(chǔ)；（4）數(shù)字化程度不夠，遠(yuǎn)程觀看、管理、資料交流功能有限；（5）施工規(guī)模仍較大；（6）擴(kuò)展性受限、穩(wěn)定性不足；（7）系統(tǒng)建設(shè)成本高；（8）不易維護(hù)、且維護(hù)費(fèi)用較大。3、完全基于IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)(IPVS)完全基于IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)(IPVS) 也稱嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)。以網(wǎng)絡(luò)為依托，以數(shù)字視頻的壓縮、傳輸、存儲(chǔ)和播放為核心，系統(tǒng)將傳統(tǒng)的視頻、音頻及控制信號(hào)數(shù)字化，以IP包的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，以智能實(shí)用的圖像理解和分析為特色。實(shí)現(xiàn)了視頻/音頻的數(shù)字化、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、應(yīng)用的多媒體化以及管理的智能化。嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)今

6、最先進(jìn)、技術(shù)含量最高的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。它可解決當(dāng)前平安社會(huì)、平安電力系統(tǒng)幾乎所有各類遠(yuǎn)程、分散處所與設(shè)備的視頻監(jiān)控問題；可以克服電源不便、通信不便等關(guān)鍵性問題。嵌入式視頻從局域網(wǎng)絡(luò)到廣域網(wǎng)絡(luò)，從一個(gè)城市到另一個(gè)城市，從一個(gè)國家到另一個(gè)國家，都能完成在現(xiàn)場(chǎng)所能完成的一切任務(wù)。是技術(shù)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的一次巨大飛躍，具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。 嵌入式視頻Web服務(wù)器監(jiān)控系統(tǒng)與其它監(jiān)控系統(tǒng)的比較：（1）布控區(qū)域廣闊嵌入式視頻Web服務(wù)器監(jiān)控系統(tǒng)的Web服務(wù)器直接連入網(wǎng)絡(luò)，沒有線纜長度和信號(hào)衰減的限制，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)是沒有距離概念的，徹底拋棄了地域的概念，擴(kuò)展布控區(qū)域。（2）系統(tǒng)具有幾乎無限的無縫擴(kuò)展能力所有設(shè)備都以I

7、P地址進(jìn)行標(biāo)識(shí)，增加設(shè)備只是意味著IP地址的擴(kuò)充。（3）可組成非常復(fù)雜的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)采用基于嵌入式Web服務(wù)器為核心的監(jiān)控系統(tǒng)，在組網(wǎng)方式上與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控和基于PC平臺(tái)的監(jiān)控方式有極大的不同，由于Web服務(wù)器輸出已完成模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換并壓縮，采用統(tǒng)一的協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，支持跨網(wǎng)關(guān)、跨路由器的遠(yuǎn)程視頻傳輸。（4）性能穩(wěn)定可靠，無需專人管理嵌入式Web服務(wù)器實(shí)際上基于嵌入式電腦技術(shù)，采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，又由于視頻壓縮和Web功能集中到一個(gè)體積很小的設(shè)備內(nèi)，直接連入局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，即插即看，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性大大提高，也無需專人管理，非常適合于無人值守的環(huán)境。三、 項(xiàng)目的理論和實(shí)踐

8、依據(jù)1、工作原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)擬研制的輸電線路智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)^緣子串、導(dǎo)線（導(dǎo)線金具、導(dǎo)線弧垂）、地線（地線金具、地線羊角）、桿塔（塔身、塔基及對(duì)面桿塔）等進(jìn)行全方位無盲點(diǎn)監(jiān)視，并且可以監(jiān)測(cè)到輸電絕緣子閃絡(luò)弧光情況。以高靈敏度的紅外報(bào)警啟動(dòng)即時(shí)拍攝監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)視頻錄象以及啟動(dòng)即時(shí)抓拍檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)圖片，將遠(yuǎn)程無人值守或觀測(cè)人員無法到達(dá)的現(xiàn)場(chǎng)情況的高清晰圖文信息數(shù)據(jù)以及其它現(xiàn)場(chǎng)輔助信息數(shù)據(jù)，后通過3G/GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)即時(shí)傳送至監(jiān)控中心監(jiān)測(cè)人員，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)圖片信息數(shù)據(jù)的采集、通信、分析、處理和應(yīng)用的一體化。（1）系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由攝像機(jī)、前置控制機(jī)和后臺(tái)服務(wù)器三部分組成。攝像機(jī)完

9、成對(duì)輸電線路的監(jiān)視，將圖像送到前置控制機(jī)進(jìn)行圖像的采集、轉(zhuǎn)換以及告警，并將圖像上傳到后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行全面的監(jiān)視和分析。這種結(jié)構(gòu)不僅使整套系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常清晰和簡(jiǎn)潔，也使得各子系統(tǒng)功能完整獨(dú)立。采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口規(guī)范，大大提高了系統(tǒng)的兼容性和可擴(kuò)展性。（2）在線監(jiān)視的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。前置控制機(jī)通過先進(jìn)的視頻數(shù)字提取、將視頻圖像轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字視頻，采用了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)之間傳遞數(shù)字化信息，避免了模擬小信號(hào)的距離傳輸，這是本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)高精確性和高可靠性測(cè)量的另一保證。2關(guān)鍵技術(shù)分析2.1嵌入式視頻技術(shù)嵌入式視頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)可以分解為三個(gè)方面：嵌入式裝置技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)通信技術(shù)、后臺(tái)集中與分散結(jié)合

10、的管理技術(shù)。2.1.1嵌入式裝置技術(shù)嵌入式裝置技術(shù)又可分為嵌入式硬件技術(shù)、嵌入式軟件技術(shù)和智能應(yīng)用技術(shù)；還要妥善解決供電問題和通信自適應(yīng)不同環(huán)境問題。（1）嵌入式裝置硬件技術(shù)要能解決以下問題 體積小、重量輕，能在輸電線路和鐵塔現(xiàn)場(chǎng)方便安裝； 能抵抗高壓大電流現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)力電磁場(chǎng)干擾； 裝置硬件的處理速度和存儲(chǔ)容量要能適應(yīng)自監(jiān)視、自檢測(cè)、自處理、自收自發(fā)自通信等眾多工作量要求； 由于現(xiàn)場(chǎng)電能匱乏，硬件還要盡量節(jié)省電能。 （2）嵌入式裝置軟件技術(shù)著重要解決裝置的智能問題常規(guī)軟件包括嵌入式操作系統(tǒng)，含有與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動(dòng)軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口、通信協(xié)議、圖形界面、標(biāo)準(zhǔn)化瀏覽器等，嵌入式操作系統(tǒng)在系

11、統(tǒng)實(shí)時(shí)高效性、硬件的相關(guān)依靠性、軟件固態(tài)化及應(yīng)用的專用性等方面具有非常突出的特點(diǎn)。2.1.2 嵌入式系統(tǒng)通信技術(shù) 有線通信技術(shù)采用無線3G/GPRS/CDMA通信，只要有GPRS、CDMA通訊網(wǎng)絡(luò)的地方均可使用、不用自建、維護(hù)通訊網(wǎng)絡(luò)，通訊距離不受限制。2.1.3后臺(tái)集中與分散結(jié)合的管理方式后臺(tái)集中管理服務(wù)器內(nèi)嵌入Web服務(wù)器，采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。使網(wǎng)絡(luò)上用戶可以直接用瀏覽器觀看Web服務(wù)器上的攝像機(jī)圖像，授權(quán)用戶還可以控制攝像機(jī)、云臺(tái)、鏡頭的動(dòng)作或?qū)ο到y(tǒng)配置進(jìn)行操作。l 集中管理：接收所有輸電線路現(xiàn)場(chǎng)嵌入式裝置的圖像、短信及數(shù)據(jù)，存入數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)集中統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)等功能。l 分散管理：對(duì)于

12、緊急報(bào)警類信息和圖片即時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)到相關(guān)線路責(zé)任人，使其可即時(shí)掌握、及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行必要的處理。 2.2圖像模糊識(shí)別技術(shù)圖像模糊識(shí)別首先對(duì)背景建立統(tǒng)計(jì)模型，然后將當(dāng)前需識(shí)別的圖像與背景圖像模型做位處理，提取出活動(dòng)性前景圖像再予以識(shí)別。2.2.1 背景圖像建模建模方法選?。菏褂米赃m應(yīng)基密爾估計(jì)法建立背景模型，可以取得較好的檢測(cè)效果，但需要較多的存儲(chǔ)空間而且運(yùn)算復(fù)雜，實(shí)時(shí)性差；W4算法以雙峰分布描述單像素的概率分布，采用最大值、最小值及與最大幀之間的變化建立背景模型，可使運(yùn)算速度加快，但其只利用圖像的灰度信息，在應(yīng)用中有局限性；采用混合高斯模型（MOG）作為背景的統(tǒng)計(jì)模型，對(duì)每個(gè)高斯分布的參數(shù)不

13、斷進(jìn)行更新以適應(yīng)背景的逐漸變化；該方法對(duì)于非完全靜止的時(shí)變背景有較好的適應(yīng)能力；但MOG的缺點(diǎn)在于，當(dāng)圖像邊緣紋理、顏色變化很明顯的情況下，識(shí)別前景對(duì)象仍不是很準(zhǔn)確；本研究采用改進(jìn)的混合高斯模型，在一定邊框范圍內(nèi)，利用像素局部鄰域之間的相關(guān)性，采用每一個(gè)像素點(diǎn)及其鄰域組成的集合作為特征矢量來描述圖像。為了更加充分地利用邊緣空間背景，本研究擴(kuò)大圖像背景分割建模，以從重復(fù)變化的背景中提取出活動(dòng)目標(biāo)。（1）圖像的混合高斯分布表示利用像素鄰域之間的相關(guān)性，采用每一個(gè)像素點(diǎn)及其鄰域組成的集合作為特征矢量來描述圖像。例如，對(duì)像素x55采用其5×5鄰域像素構(gòu)成特征向量，即x55(x11, x15,

14、 x21, x25, x31, x35, x41, x45 x51, x55)T。為使白天、黑夜獲得同樣的識(shí)別效果，本系統(tǒng)使用灰度圖像序列。對(duì)集合元素采用5×5鄰域內(nèi)s像素的特征向量表示，則集合可以表示為。在任意t時(shí)刻，像素的混合高斯分布表示為 （1）其中表示為t時(shí)刻像素的第k個(gè)高斯分布的權(quán)值，為相應(yīng)高斯分布的均值和協(xié)方差陣，為多元高斯概率密度函數(shù) （2）其中協(xié)方差陣為其中，I為25×25的單位矩陣。對(duì)于前景或背景， 5×5矩形區(qū)域內(nèi)的像素，即特征矢量內(nèi)的25個(gè)元素具有較強(qiáng)的相關(guān)性，因此認(rèn)為它們具有相同的方差是合理的。*（2）混合高斯分布參數(shù)的更新為了適應(yīng)光線亮度

15、與背景中動(dòng)態(tài)因素的變化，混合高斯分布參數(shù)隨著新圖像的到來要不斷更新。本研究對(duì)不同處理階段采用不同的方法，兩個(gè)階段的具體方法如下：初始學(xué)習(xí)建立背景模型階段在該階段，混合高斯分布參數(shù)的更新采用最大期望（EM）算法的在線K均值近似方法。 前景檢測(cè)階段設(shè)聯(lián)合圖像分割與背景建模提取的運(yùn)動(dòng)前景二值模板為F2，基于灰度的背景建模檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)前景二值模板為F1。若（x,y）位置F2（x,y）F1（x,y）。說明最終檢測(cè)的結(jié)果與基于灰度的背景建模檢測(cè)的結(jié)果相同，該像素為前景點(diǎn)或是背景點(diǎn)，這種情況仍然按照學(xué)習(xí)建立初始背景模型階段中的更新方法進(jìn)行更新。若F1（x,y）F2（x,y），進(jìn)一步分為兩種情況處理：F2（x,

16、y）0, F1（x,y）1,即最終檢測(cè)該像素點(diǎn)為背景點(diǎn)，而背景建模檢測(cè)為前景點(diǎn)，則將匹配的高斯分布的權(quán)值降低；F2（x,y）1, F1（x,y）0, 即最終檢測(cè)該像素點(diǎn)為前景點(diǎn)，而背景建模檢測(cè)為背景點(diǎn)，則將權(quán)值最高的高斯分布的權(quán)值升高。（3）前景圖像識(shí)別本研究對(duì)混合高斯分布中的各高斯分布設(shè)置相同的閥值，若，則此高斯分布屬于背景分布之一，由此得到背景模型為 （4）式中，角標(biāo)b表示為背景。是s分量K個(gè)高斯分布中屬于背景模型的個(gè)數(shù)。前景的檢測(cè)即檢測(cè)新的像素點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的特征矢量是否屬于中的某個(gè)高斯分布，屬于為背景點(diǎn)，否則為前景點(diǎn)。2.2.2 背景建模中的幾個(gè)特征（1）基于像素亮度的特征像素亮度特征是背景

17、建模中常用的一個(gè)特征。在一個(gè)完全靜止的場(chǎng)景中，一個(gè)像素在一段時(shí)間內(nèi)的亮度變化服從高斯分布N（，）。如果場(chǎng)景變化緩慢，那么只要用基本的高斯模型就可以適應(yīng)這種變化。在模型需要更新時(shí)，可以使用各種濾波器來實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)實(shí)中，完全靜止的場(chǎng)景是不存在的。嚴(yán)格地說，在每一種情況下，像素都會(huì)呈現(xiàn)出不同的亮度值，具有不同的分布。因此，只用單個(gè)的高斯分布來模擬像素亮度的概率密度函數(shù)是不充分的。使用混合高斯分布（MOG）是建模時(shí)一種比較好的方法。把每個(gè)像素在一段時(shí)間內(nèi)的值作為一個(gè)“像素過程”，場(chǎng)景中每個(gè)像素最近觀察值的分布用一個(gè)混合高斯分布來表示。每個(gè)新的像素值可以由混合模型的主要組成之一來表示。這種方法通過緩慢改變

18、高斯分布值來處理光照的漸變問題，同時(shí)還可以處理陰影、攝像頭抖動(dòng)問題，可有效地實(shí)現(xiàn)圖像監(jiān)控系統(tǒng)活動(dòng)對(duì)象識(shí)別功能。再加上利用像素亮度的亮度特征，通過非參數(shù)核密度估計(jì)對(duì)背景建模。其模型保留圖像中每個(gè)像素亮度值的樣本，然后用這個(gè)樣本來估計(jì)像素亮度分布的密度函數(shù)。這個(gè)模型可以估計(jì)任何新觀察像素值的概率，達(dá)到處理背景比較凌亂、背景與前景同色的問題，同時(shí)減少由于攝像頭的抖動(dòng)而引起的誤識(shí)。為了解決像素的亮度隨著光照的變化而改變，又引入Markov模型。（2）基于塊的特征背景建模的過程也用到基于塊特征的方法。在背景學(xué)習(xí)的過程中用每一個(gè)塊的中值模板和塊標(biāo)準(zhǔn)偏移來代替第一塊。在每一個(gè)新幀，每一塊與它的模板對(duì)應(yīng)。如果

19、某塊相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)偏移量的偏移程度很大，就認(rèn)為它是前景區(qū)域。（3）背景建模的保持背景建模的保持是背景算法的一個(gè)難點(diǎn)。一個(gè)理想的背景保持系統(tǒng)應(yīng)該綜合考慮以下的一些問題： 背景對(duì)象可以移動(dòng)，這種情況可能會(huì)被檢測(cè)為前景； 自然光照的漸亮變化； 光照的突變，例如閃電等天氣的突然變化； 擺動(dòng)的樹枝和草葉，這種情況使背景像素值頻繁改變，且像素值之間的關(guān)系不是很清晰；云彩或塔身投入的陰影；活動(dòng)對(duì)象停在場(chǎng)景中；背景模型的保持?jǐn)M從多種空間尺度來處理，例如結(jié)合圖像像素、區(qū)域、幀的特征，從像素級(jí)、區(qū)域級(jí)、幀級(jí)綜合進(jìn)行運(yùn)算，是自上而下的階梯式處理方法。像素級(jí)只用到孤立像素點(diǎn)的信息，將前景和背景進(jìn)行第一次分離。像素級(jí)能處理

20、一些問題，例如可動(dòng)背景、光照的漸變和擺動(dòng)樹枝等。區(qū)域級(jí)是一個(gè)整合過程。在區(qū)域級(jí)結(jié)合像素之間的關(guān)系，對(duì)像素級(jí)粗分的結(jié)果進(jìn)行細(xì)分。在區(qū)域級(jí)還可以解決前景的空洞問題，同時(shí)還能處理進(jìn)入場(chǎng)景中的對(duì)象停在場(chǎng)景中和原來屬于場(chǎng)景中的對(duì)象開始移動(dòng)。幀級(jí)處理則對(duì)付光照的突變。*在背景保持更新時(shí)，結(jié)合采用長期更新與短期更新。利用短期更新來處理因?yàn)楣庹盏臐u變使背景的亮度而輕微變化時(shí)的情況。通過長期更新的方法來得到新的頻變背景。應(yīng)用雙背景和長期背景來解決背景靜止到運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)變以及光照變化的問題。短期背景考慮背景的快速變更以此來更新背景模型。*2.2.3 聯(lián)合背景建模與運(yùn)動(dòng)圖像分割以識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)裝置充分利用整幅圖像的空間信

21、息，對(duì)當(dāng)前圖像It+1進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分割。本系統(tǒng)增加投影方法，將圖像識(shí)別和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)結(jié)合起來。投影運(yùn)算就是對(duì)圖像識(shí)別后的每個(gè)一致性區(qū)域進(jìn)行判斷：如果該區(qū)域大部分面積經(jīng)背景建模法檢測(cè)都屬于運(yùn)動(dòng)區(qū)域，那么該區(qū)域?qū)儆谶\(yùn)動(dòng)目標(biāo)，否則，該區(qū)域?qū)儆诒尘埃粚儆诨顒?dòng)對(duì)象。將面積小于一定閥值的區(qū)域去除達(dá)到消除干擾，較為準(zhǔn)確地識(shí)別活動(dòng)對(duì)象。四、 項(xiàng)目研究內(nèi)容和實(shí)施方案1系統(tǒng)構(gòu)成設(shè)計(jì)系統(tǒng)構(gòu)成圖整個(gè)系統(tǒng)由視頻監(jiān)控裝置（包括監(jiān)測(cè)攝像機(jī)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、太陽能板、充電控制器、電池）、通信傳輸網(wǎng)絡(luò)（包括無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、手機(jī)卡、接收基站）、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（包括服務(wù)器、后臺(tái)軟件）構(gòu)成。l 通訊方式：采用3G/GPRS/CDMA無線通信

22、方式傳輸數(shù)據(jù)。l 供電方式：太陽能供電方式。電源部分包括太陽能電池組件、鋰電電池、充放電控制器。有陽光時(shí)，系統(tǒng)由太陽能供電并對(duì)蓄電池充電，鋰電電池?zé)o陽光使用的供電時(shí)間在30天以上，蓄電池使用壽命為5年以上。 l 運(yùn)行方式：系統(tǒng)可采用自動(dòng)采集方式或者受控采集方式。(1) 工作原理系統(tǒng)由三部分組成，分別是現(xiàn)場(chǎng)視頻采集監(jiān)控終端，后臺(tái)視頻監(jiān)控服務(wù)器和管理人員客戶端。 現(xiàn)場(chǎng)視頻采集監(jiān)控終端是一臺(tái)高性能的嵌入式智能設(shè)備，它部署在視頻監(jiān)控的現(xiàn)場(chǎng)，將實(shí)時(shí)采集到的現(xiàn)場(chǎng)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼，利用3G無線通信方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控服務(wù)器。(2) 工作過程遠(yuǎn)程視頻采集監(jiān)控終端有兩種工作模式，一種是自動(dòng)（報(bào)警）工作模式，

23、它根據(jù)預(yù)先設(shè)定報(bào)警工作模式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)視頻拍攝，然后自動(dòng)將視頻數(shù)據(jù)上傳到視頻監(jiān)控服務(wù)器上，客戶端可以連接上服務(wù)器下載監(jiān)控視頻；另一種工作模式是受控工作模式，這種工作模式下，遠(yuǎn)程視頻采集監(jiān)控終端一直等待客戶端發(fā)送采集視頻的命令或者其它控制命令，只有接收到控制命令，它才會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，這種模式可用于客戶即時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)視頻和實(shí)時(shí)設(shè)置工作狀態(tài)。1.1視頻監(jiān)控裝置（1）采用最先進(jìn)H.264壓縮方式，超低碼流，高保真畫質(zhì)；（2）設(shè)備內(nèi)置OS系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧；（3）集視頻信號(hào)、視頻壓縮、轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)為一體；（4）設(shè)備采用休眠、待機(jī)、定時(shí)傳輸相結(jié)合的低功耗模式設(shè)計(jì)；（5）數(shù)據(jù)采集前端采用多層屏蔽、

24、抗干擾、抗雷擊技術(shù)、確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠；（6）具有適當(dāng)?shù)慕涌?，供本地調(diào)試；（7）只要有GPRS、CDMA通訊網(wǎng)絡(luò)的地方均可使用、不用自建、維護(hù)通訊網(wǎng)絡(luò)，通訊距離不受限制；1.2數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（1）本系統(tǒng)軟件平臺(tái)能夠同時(shí)在B/S及C/S方式下工作；（2）多方式遠(yuǎn)程監(jiān)控：遠(yuǎn)程WEB、客戶端系統(tǒng)控制；（3）支持其他標(biāo)準(zhǔn)IP設(shè)備無縫接入；（4）可以從其它MIS系統(tǒng)進(jìn)行接口；2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)目標(biāo)：（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸電線路的運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)情況；（2）具有后臺(tái)顯示和分析功能，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的分析對(duì)比；（3）通過現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)在線監(jiān)測(cè)單元的管理和控制；（4）可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、狀態(tài)診斷和優(yōu)化決策；（5）

25、能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸電線路運(yùn)行故障，并且報(bào)警、提示；（6）能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備管理自動(dòng)化、科學(xué)化和智能化。2.2視頻監(jiān)測(cè)裝置功能設(shè)計(jì)（1）加電自啟動(dòng)或定時(shí)啟動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)功能；（2）在線自診斷功能；（3）實(shí)時(shí)、即時(shí)或定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)視頻功能；（4）實(shí)時(shí)視頻圖像抓拍功能；（5）攝像機(jī)預(yù)置位功能；（6）紅外夜視功能。視頻監(jiān)測(cè)采集器通過紅外夜視裝置可實(shí)現(xiàn)夜間圖像拍攝。（7）遠(yuǎn)程調(diào)焦、自動(dòng)聚焦、自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)拍攝目標(biāo)功能；（8）終端設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能；（9）自動(dòng)識(shí)別，主動(dòng)跟蹤，智能報(bào)警功能；（10）時(shí)間同步功能2.3數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)（1）實(shí)時(shí)、定時(shí)自動(dòng)接收監(jiān)控裝置采集的視頻數(shù)據(jù)功能；（2）實(shí)時(shí)視頻圖像抓拍功能；（3）綜合管

26、理圖片和數(shù)據(jù)信息功能；（4）歷史視頻回放功能；（5）遠(yuǎn)程設(shè)置視頻數(shù)據(jù)采集密度功能；（6）遠(yuǎn)程設(shè)置視頻數(shù)據(jù)采集方式功能(自控或受控方式)；（7）自動(dòng)采集時(shí)間，并能向監(jiān)控裝置發(fā)送對(duì)時(shí)命令功能；（8）終端設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能。被監(jiān)視的參數(shù)有：蓄電池電壓（或供電電源電壓）、太陽能電池板電壓、云臺(tái)偏轉(zhuǎn)方向等；（9）遠(yuǎn)程修改視頻監(jiān)控裝置的IP地址和端口號(hào)功能；（10）自動(dòng)識(shí)別，主動(dòng)跟蹤，智能報(bào)警功能；（11）設(shè)備管理功能和存儲(chǔ)服務(wù)功能；（12）無限擴(kuò)展功能；電力公司可設(shè)輸電線路運(yùn)行監(jiān)控中心，安裝圖像監(jiān)控服務(wù)器，則在該服務(wù)器上可管理成百上千個(gè)監(jiān)視裝置，服務(wù)器上可進(jìn)行全網(wǎng)輸電線路生產(chǎn)安全集中管理和有關(guān)事件統(tǒng)計(jì)分析；五、 預(yù)期目標(biāo)和成果形式研制一套適合電力系統(tǒng)使用的輸電線路智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用嵌入式視頻技術(shù)和圖像模糊識(shí)別技術(shù)，能夠?qū)^緣子串、導(dǎo)線（