[發(fā)明專利]基于CLG和AVS的無人值守變電站監(jiān)控視頻的去隔行方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210427457.1
• 申請(qǐng)日: 2012-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN102946523A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王翀;崔恒志;丁正陽(yáng);繆巍巍;趙俊峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇省電力公司信息通信分公司;江蘇省電力公司;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): H04N7/01
• 分類號(hào): H04N7/01;H04N7/26;H04N7/18
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種電力行業(yè)無人值守變電站監(jiān)控方法的技術(shù)范疇，具體涉及的是一種基于CLG和AVS的無人值守變電站監(jiān)控視頻的去隔行方法。

背景技術(shù)

國(guó)家電網(wǎng)公式在2009年提出了建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有自動(dòng)化、信息化、互動(dòng)化特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。無人值守變電站在智能電網(wǎng)的體系中是一個(gè)非常重要的組成部分。在無人值守變電站中，通過視頻監(jiān)控、圖像處理等信息技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)前端無人或少人值守系統(tǒng)的綜合監(jiān)控和集中管理，利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)對(duì)前端的圖像、環(huán)境、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、門禁、周界防范等進(jìn)行有效的監(jiān)控和管理，大幅度提高了對(duì)前端監(jiān)控的實(shí)時(shí)性、有效性，降低了人員及管理成本。

限于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)條件，無人值守變電站中的視頻監(jiān)控主要使用基于NTSC(National?Television?Standards?Committee)及PAL(Phase?Alternating?Line)制式的標(biāo)清隔行掃描攝像頭，1080I制式的高清隔行掃描攝像頭也有一定程度的應(yīng)用，其缺點(diǎn)是在監(jiān)控畫面中物體運(yùn)動(dòng)或者攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，畫面會(huì)出現(xiàn)梳齒現(xiàn)象嚴(yán)重、邊緣不夠平滑、編碼后碼流畫面質(zhì)量較差及碼率偏大等問題，對(duì)視頻監(jiān)控效果造成影響。另外，視頻監(jiān)控既要監(jiān)視變電站內(nèi)變壓器、斷路器等重要運(yùn)行設(shè)備的外觀狀態(tài)，又要實(shí)現(xiàn)變電站防盜自動(dòng)監(jiān)控，進(jìn)行周界、室內(nèi)、門禁的報(bào)警及安全布控，對(duì)實(shí)時(shí)性和畫面的質(zhì)量都有著較高的要求；這些都需要使用合適的去隔行技術(shù)。

運(yùn)動(dòng)估計(jì)是現(xiàn)有去隔行技術(shù)中的核心內(nèi)容，具體可分為四類：塊匹配算法、相平面相關(guān)性算法、光流算法和貝葉斯算法。其中,塊匹配算法在四類中應(yīng)用最廣，能滿足一定的實(shí)時(shí)性要求，但檢測(cè)運(yùn)動(dòng)畫面時(shí)會(huì)出現(xiàn)偽影的現(xiàn)象。而相平面相關(guān)性算法的計(jì)算復(fù)雜度太大,光流法的優(yōu)點(diǎn)在于光流不僅攜帶了運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)信息，而且還攜帶了有關(guān)景物三維結(jié)構(gòu)的豐富信息，它能夠在不知道場(chǎng)景的任何信息的情況下，檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)對(duì)象，但該方法有一定的計(jì)算復(fù)雜度，且在遮擋性、多光源條件下較難求解出正確的光流場(chǎng);此外,貝葉斯算法在沒有額外的輔助插值的情況下性能較差。因此,上述四種方法,由于時(shí)間域和空間域的關(guān)聯(lián)比較差，難以得到準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)估計(jì)結(jié)果，交錯(cuò)編碼存在計(jì)算復(fù)雜度高，效率低的問題。傳統(tǒng)的交錯(cuò)立體視頻性能評(píng)估框架如圖1所示，分別計(jì)算比較了交錯(cuò)和漸進(jìn)視頻的峰值信噪比（PSNR），其是與跟漸進(jìn)視頻比較計(jì)算出來的峰值信噪比，而不是采用的原始影像的對(duì)比，由于采用了不同的標(biāo)桿：交錯(cuò)視頻和漸進(jìn)視頻，其性能評(píng)估的精度低，結(jié)果不太令人信服。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種基于CLG和AVS的無人值守變電站監(jiān)控視頻的去隔行方法，消除了去隔行效果的主觀性影響,提高了運(yùn)動(dòng)估計(jì)的可靠性和編碼效率，確保了視頻的實(shí)時(shí)性和清晰度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

基于CLG和AVS的無人值守變電站監(jiān)控視頻的去隔行方法，其特征在于，其方法步驟包括：（1）模式劃分步驟；將輸入的監(jiān)控視頻原始圖像進(jìn)行模式劃分；（2）運(yùn)動(dòng)估計(jì)步驟；模式劃分后的一部分監(jiān)控視頻原始圖像進(jìn)入混合光流法（CLG）運(yùn)動(dòng)估計(jì)處理，其另一部分進(jìn)行AVS（Audio?Video?coding?Standard，音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)）基于塊的運(yùn)動(dòng)估計(jì)處理；（3）運(yùn)動(dòng)估計(jì)校正步驟；經(jīng)混合光流法運(yùn)動(dòng)估計(jì)以及AVS基于塊的運(yùn)動(dòng)估計(jì)處理后的監(jiān)控視屏圖像經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后重構(gòu)出去隔行的視頻，即輸出為計(jì)算機(jī)屏幕上的去隔行監(jiān)控視頻。

進(jìn)一步的，在所述模式劃分步驟中，根據(jù)像素運(yùn)動(dòng)變化大小將監(jiān)控視頻原始圖像劃分為像素運(yùn)動(dòng)變化小的平滑塊和像素運(yùn)動(dòng)變化大的非平滑塊，所述平滑塊通過AVS基于塊的運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊，非平滑塊通過混合光流法運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊處理混合光流法運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊處理。

進(jìn)一步的，在所述模式劃分步驟中，該模式劃分為平滑塊和非平滑塊的方法是：將每幀圖像分成8×8的小塊后，然后將該選定塊中的每一個(gè)像素和該塊的灰度平均值之差的絕對(duì)值相加求和，若該求和值越趨近于零，則該塊為平滑塊；反之，則該塊為非平滑塊。

進(jìn)一步的，所述混合光流算法運(yùn)動(dòng)估計(jì)處理方法為：首先，將監(jiān)控視頻原始圖像進(jìn)行預(yù)濾波處理，去除潛在的噪聲影響；然后，采用混合光流法計(jì)算光流矢量。

進(jìn)一步的，所述預(yù)濾波處理的方法是將很短時(shí)間內(nèi)的這一小段視頻序列稱為一個(gè)分段，對(duì)于時(shí)間T₁和T₂間的兩個(gè)分段，通過公式（1）進(jìn)行光照預(yù)濾波，得到第t幀的預(yù)濾波灰度u(x,y,t)；