電力系統(tǒng)中遠(yuǎn)程數(shù)字視頻監(jiān)控與圖像識別技術(shù)的應(yīng)用與分析

電力系統(tǒng)中遠(yuǎn)程數(shù)字視頻監(jiān)控與圖像識別技術(shù)的應(yīng)用與分析文章首先簡要分析了遠(yuǎn)程數(shù)字視頻監(jiān)控與圖像識別技術(shù)，探討了其應(yīng)用現(xiàn)狀及基本圖像識別過程；用圖像識別技術(shù)識別了指針位置、7段式數(shù)字、設(shè)備信號燈等，并對識別過程作了簡單介紹；最后指出了其在電力系統(tǒng)當(dāng)中的未來應(yīng)用前景。標(biāo)簽：電力系統(tǒng)；視頻監(jiān)控；圖像識別Abstract：Firstly，thispaperbrieflyanalyzesremotedigitalvideosurveillanceandimagerecognitiontechnology，discussesitsapplicationstatusandbasicimagerecognitionprocess，andusesimagerecognitiontechnologytoidentifypointerposition，7-segmentdigitalsignallamp，equipmentsignallampandsoon.Therecognitionprocessisintroducedbriefly，andthefutureapplicationprospectinpowersystemisgivenattheendofthispaper.Keywords：powersystem；videosurveillance；imagerecognition所謂遠(yuǎn)程數(shù)字視頻監(jiān)控與圖像識別系統(tǒng)（簡稱監(jiān)控識別系統(tǒng)），從根本上來講，就是可以實(shí)時接收到來自遠(yuǎn)程現(xiàn)場所采集到的各種數(shù)字視頻信號，并且能夠直接或有選擇性的向監(jiān)控中心傳送，由監(jiān)控中心對現(xiàn)場實(shí)施實(shí)時性、遠(yuǎn)程化監(jiān)控，除此之外，還能對遠(yuǎn)程攝像機(jī)的動作進(jìn)行有效控制，并能依據(jù)實(shí)際需要，分析、處理與識別數(shù)字視頻圖像。從基礎(chǔ)層面來分析，此系統(tǒng)主要包含兩部分，其一為數(shù)字圖像識別，其二是遠(yuǎn)程數(shù)字視頻監(jiān)控。為推動視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能的最大化，判斷并分析現(xiàn)場出現(xiàn)事故告警的主要原因，本文選用更加完善的遠(yuǎn)程數(shù)字視頻監(jiān)控與數(shù)字圖像識別系統(tǒng)，以此為事故檢測提供新思路、新途徑。1數(shù)字圖像識別技術(shù)在整個監(jiān)控識別系統(tǒng)當(dāng)中，需以視頻流為對象，對其開展實(shí)時性的圖像截取，并將其保存下來，后開展各項(xiàng)圖像識別加工工作，如預(yù)處理圖像，提取圖像特征記憶對事件進(jìn)行相應(yīng)判決等。獲取圖像信息，從基礎(chǔ)層面來考量，就是從所接收到的全部視頻流當(dāng)中，對所需要的視頻圖像信息進(jìn)行準(zhǔn)確截取，用3基色（紅、綠、藍(lán)）的8位亮度值，來表示所截取的彩色圖像，并將稱其之為R值、G值與B值。之所以要進(jìn)行圖像預(yù)處理，最終目的在于將所存在的差異、噪聲及干擾去除掉，把原始圖像轉(zhuǎn)變成或調(diào)整為與計(jì)算機(jī)特征提取相適應(yīng)、相符合的形式，其包含圖像的濾波、變換等。所謂圖像變換，一般情況下，主要指利用哈達(dá)碼變換、余弦/正弦變換、小波變換及傅立葉變換等的特點(diǎn)與性質(zhì)，把圖像向空域或頻域進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行處理，以此來最大程度改善圖像的質(zhì)量，此外，還有助于運(yùn)算處理速度的提升；所謂圖像的增強(qiáng)，從基礎(chǔ)層面來分析，即為借助于各種變換手段與數(shù)學(xué)方法，最大化提升圖像當(dāng)中人們比較感興趣部分的清晰度，將圖像當(dāng)中部分信息突出出來，削弱或消除部分沒有價值的信息，包含噪聲去除、修整圖像灰度及圖像邊緣增強(qiáng)等。對于判決或分類而言，就是以閾值及特征量/參量為對象，對其開展全面化計(jì)算，從中進(jìn)行比較與分析，判斷出圖像的本質(zhì)或狀態(tài)，獲得輸出結(jié)果。2圖像識別內(nèi)容2.1識別信號燈針對設(shè)備的信號燈來講，其主要有三種顏色的燈，即黃、綠、紅燈；在實(shí)際識別信號燈時，從基礎(chǔ)層面來考量，就是對這三種顏色的信號燈進(jìn)行識別，即區(qū)分各燈的亮與滅，可以根據(jù)實(shí)際需要，利用直方圖的方式，將信號燈所對應(yīng)的顏色特征值給計(jì)算出來，包含均值差、差值平方、方差等。如果有紅燈處于亮的狀態(tài)時，針對其像素值來講，多分布在230～255區(qū)間內(nèi)，最大像素點(diǎn)數(shù)為130；如果紅燈處于滅的狀態(tài)時，大多象素值均分布于70～185區(qū)間內(nèi)，最大象素點(diǎn)數(shù)是18。依據(jù)此特征，借助于2種情況的象素值，以及其與象素點(diǎn)數(shù)之間所存在的差值平方，便可以比較簡單的對信號燈的亮與滅進(jìn)行識別。2.2識別7段式數(shù)字在整個電力系統(tǒng)自動化設(shè)備架構(gòu)中，囊括有許多液晶數(shù)字，或7段式數(shù)字燈，用作各種數(shù)值的顯示，如溫度、電流及電壓等。借助于監(jiān)控識別技術(shù)，能夠比較準(zhǔn)確且全面的將處于被監(jiān)視狀態(tài)的液晶數(shù)字或7段式數(shù)字燈的數(shù)值給識別出來。7段式數(shù)字的基本結(jié)構(gòu)見圖1所示，針對液晶所顯示出的“53”圖像來講，其借助于24位真彩色圖，向閾值分割、8位灰度圖、形態(tài)膨脹與中值濾波預(yù)處理過程的處理結(jié)果轉(zhuǎn)變。由此可知，經(jīng)過圖像預(yù)處理操作后，7段式數(shù)字變得非常清晰，通過開展字符分割處理后，在相應(yīng)段內(nèi)，僅需對其是否存在黑色色素進(jìn)行判斷，便可以將7段式數(shù)字的數(shù)值給識別出來。2.3識別指針位置在整個電力系統(tǒng)當(dāng)中，囊括有許多指針式的設(shè)備儀器，比如溫度表、氣壓表、電流表及電壓表等。在對指針位置進(jìn)行識別時，可以采用如下方法：其一，利用比較常用的告警區(qū)域指針查找法，也就是先完成告警區(qū)域的劃分與設(shè)定，然后以目標(biāo)圖像為基礎(chǔ)對象，對其坐標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)變換，將指針的圓心找出來，并對指針臨界告警斜率給予明確，如此一來，便能夠在所設(shè)定的告警區(qū)域范圍內(nèi)，對是否有指針進(jìn)行查找，如果經(jīng)查找，從中發(fā)現(xiàn)存在指針，那么便會即刻發(fā)出告警，不然，會繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)視，不會發(fā)出告警；其二，在對指針圓心給予明確后，識別指針，后將指針的角度計(jì)算出來，借助于所計(jì)算出的角度，以及事先設(shè)定好的告警角度值，進(jìn)行對應(yīng)性比較，從中便可以明確有無告警發(fā)出。2.4識別開關(guān)位置無論是電力系統(tǒng)當(dāng)中的二次設(shè)備，還是通信設(shè)備當(dāng)中的供電電源設(shè)備，在其內(nèi)部均設(shè)置有自動跳閘開關(guān)，用作控制各路輸出的直流電路，借助于圖像識別技術(shù)，便能對此開關(guān)的位置進(jìn)行準(zhǔn)確識別。在整個變電站自動化系統(tǒng)架構(gòu)當(dāng)中，需要結(jié)合實(shí)際情況及需要，以斷路器的開關(guān)為對象，就其處于分或合的狀態(tài)進(jìn)行判斷。現(xiàn)階段，多借助輔助結(jié)點(diǎn)對開關(guān)當(dāng)前的位置以及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，但需要指出的是，因會受到各種因素的影響，比如老化、磨損及腐蝕等，有時候會出現(xiàn)輔助開關(guān)難以切換到位的情況，難以對開關(guān)的真實(shí)位置進(jìn)行正確判斷，因此，其在實(shí)際開展調(diào)度指揮時，為其提供了許多無價值或錯誤的信息，此時，需要以人工的方式，在施工現(xiàn)場開展針對性的觀測；另外，要想將故障排除，通常情況下，需要花費(fèi)比較長的時間，因而給電網(wǎng)的正常、安全供電，帶來了許多弊端與隱患，嚴(yán)重時還需要大面積停電維修；但針對主開關(guān)來講，其均聯(lián)動1個分、合的指示牌，通過識別分合指示牌的圖像，能夠?qū)﹂_關(guān)位置所呈現(xiàn)出的變化進(jìn)行識別。2.5變壓器油液面位置的識別針對變壓器油液面的高度來講，其伴隨著變壓器內(nèi)部溫度的增加而不斷升高。通常情況下，在變壓器的內(nèi)部均會設(shè)置有溫度表，用作對變壓器溫度的檢測，而且還能把所檢測到的溫度數(shù)據(jù)，向變電站自動化系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時傳送，但需要指出的是，經(jīng)檢測所得到的溫度數(shù)據(jù)，較難準(zhǔn)確、直觀且全面的反應(yīng)出變壓器內(nèi)部油液面升高的具體位置。另外，伴隨變壓器在具體的運(yùn)行時間方面的持續(xù)增加，會出現(xiàn)不同程度的金屬腐蝕，而且密封材料也會出現(xiàn)不同程度的老化，因此，受此些不良因素的影響，變壓器油會出現(xiàn)泄漏情況。3識別結(jié)果處理在開展圖像識別與視頻監(jiān)控時，針對需要監(jiān)視的目標(biāo)，將預(yù)置位、告警閾值設(shè)置好之后，系統(tǒng)便可以根據(jù)實(shí)際需要，開展輪詢各監(jiān)視目標(biāo)，也就是按照事先設(shè)定好的具體預(yù)置位，依據(jù)一定順序，對識別目標(biāo)逐個進(jìn)行監(jiān)控與識別；如果從中得知信號燈出現(xiàn)指針變化、亮或滅以及開關(guān)位置出現(xiàn)變化、7段數(shù)字大于既定范圍、變壓器在具體的油液面位置上超過既定范圍等，均能比較詳細(xì)且準(zhǔn)確的顯示在操作界面中，發(fā)出聲音警報(bào)，并且把所發(fā)生事件的類型及時間，均準(zhǔn)確的記錄在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，而且還能將其中的圖像保存下來，使數(shù)據(jù)庫相關(guān)參數(shù)與圖像之間建立鏈接關(guān)系，以便后續(xù)查看。4結(jié)束語綜上，針對監(jiān)控識別系統(tǒng)而言，除了能夠監(jiān)視、識別信號的功能之外，還具有遙視功能，因能夠查知或觀看到設(shè)備的當(dāng)前實(shí)況，所以，可以及時、準(zhǔn)確且全面的維護(hù)設(shè)備，并將所存在的故障給排除掉。因此，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用監(jiān)控識別系統(tǒng)，應(yīng)用價值高，前景廣闊。參考文獻(xiàn)：[1]張鵬.Hough變換在遠(yuǎn)程數(shù)字視頻監(jiān)控與圖像識別系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國電力教育，2006（s1）：191-193.[2]張浩，王瑋，徐麗杰，等.圖像識別技術(shù)在電力設(shè)備監(jiān)測中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，38（6）：88-91.[3]張紅軍，魏紅娟.流媒體技術(shù)在遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)時代，2012（1）：19-20.[4]馮杰，陳圣儉，陳東.圖像識別技術(shù)在換流站監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，201