[發明專利]電力設施防外破預警方法

有效

• 申請號: 201710575689.4
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN107222726B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 史如新;王曙寧;趙翊
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力公司常州供電公司;江蘇省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G06T7/20;G08B13/196
• 代理公司: 32214 常州市江海陽光知識產權代理有限公司
• 代理人: 陸文俊

本發明涉及一種電力設施防外破預警方法，其方案是將攝像頭所檢測的視頻按照一幀幀圖像讀取后，根據時間設置相應的閾值體系后對視頻一系列的幀圖像處理提取出電力設施的整體輪廓和整個視頻圖像上的虛擬線圈，然后確定檢測區域，然后在所有檢測區域內采用混合高斯分布背景模型來進行背景提取和更新，再通過背景消減法得到檢測區域的前景，將檢測區域的前景的像素數據與閾值體系的相應檢測閾值進行比較，若前景像素數據超出了閾值范圍則發出預警信號，從而實時地進行背景更新和前景的檢測，確保視頻檢測的實時性和持續性。

本申請是申請號為：201410199455.0，發明創造名稱為《基于視頻運動檢測技術的電力設施防外破預警方法》，申請日為：2014年5月12日的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明屬于數字圖像處理領域，特別涉及電力設施的防外破預警方面的數字圖像處理。

背景技術

隨著國民經濟的發展，電力的供應在社會的生產生活中占據著越來越重要的地位，而如何保障遠距離高壓輸電線路等電力設施的安全穩定運行是亟需解決的課題。數字圖像處理等計算機技術的快速發展使得有關高壓輸電線路的安全監控技術的研究與開發出現新的思路。其中基于視頻的運動檢測技術作為計算機視覺應用的分支，是一種通過視頻攝像機和電腦模仿人眼的功能將視頻圖像和電腦化模式識別結合起來的技術，日益成為各類監控系統中最具優勢、最有發展潛力的檢測方法。而將視頻檢測技術應用到電力設施（如高壓輸電線路）的監控防護中，形成基于視頻運動檢測的高壓輸電線路監控預警系統，已經成為了電力設施監控領域研究的主流與前沿，引起了業界的高度關注。

然而有關該類系統的研究與開發還遠未成熟，目前已見諸報道的少量此類系統也存在如下問題：（1）很多系統不具有智能化檢測算法，因而無法自動化識別目標，只能在有人值守的情況下才能實時監測預警，從而產生極高的人力成本；（2）少數系統具有智能化檢測算法，但是視頻檢測不是由現場系統完成，而是通過無線通信傳輸到遠程控制中心完成，鑒于無線通信環境的低可靠性難以保證對突發情況及時響應，且一旦控制中心無法運行，整個系統就將癱瘓；（3）極少數成型系統也未能解決在復雜場景、遮擋場景、黑夜場景等特殊情況下目標檢測問題，無法實現誤檢率和漏檢率的聯合最優化。這些問題都阻礙著該類系統的大規模商用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種可實現實時預警、實用性較好、實時性較高且準確性較高的基于視頻運動檢測技術的電力設施防外破預警方法。

實現本發明目的的技術方案是提供一種電力設施防外破預警方法，包括如下幾個步驟：

①讀取圖像，將攝像頭所檢測的視頻按照一幀幀圖像讀取到內存中并記錄該圖像的像素灰度值數據；

②根據時間設置相應的閾值體系，時間為早上8點到下午5點之間確定為白晝模式、晚上8點到凌晨5點確定為黑夜模式，而對于其它時間即模糊時間區域，采用Bayes定理進行決策分類，黑夜和白晝模式采用相應的不同閾值體系；

③通過圖像邊緣檢測算法對步驟①得到的視頻一系列的幀圖像處理來提取出電力設施的整體輪廓；

④在步驟②得到的閾值體系下，根據步驟③得到的電力設施輪廓生成整個視頻圖像的從內到外的3至8個虛擬線圈；

⑤根據步驟③得到的電力設施輪廓和步驟④得到的虛擬線圈確定檢測區域，檢測區域為電力設施輪廓以外、位于最內的虛擬線圈以內的區域以及所有相鄰的兩個虛擬線圈之間的區域；

⑥在步驟⑤得到的所有檢測區域內采用混合高斯分布背景模型來進行背景提取和更新；采用一個多重自適應的混合高斯模型并根據高斯分布的持續性和變化性來檢測出背景點和前景點；背景的更新是通過引入更新率更新各高斯分布的權重來實現的；基于混合高斯分布背景模型的背景提取和更新的原理和處理方法如下：