[發明專利]一種用于輸電線路防外破可視化裝置的運動目標檢測方法

有效

• 申請號: 202010431494.4
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111741256B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 王小華;袁歡;邵文奇;王露縉;楊愛軍;榮命哲;劉定新
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G08B13/196;G08B7/06;G06K9/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種用于輸電線路防外破可視化裝置，其特征在于，包括主控單元、視頻圖像采集模塊以及通訊模塊；其中，視頻圖像采集模塊以及通訊模塊與主控單元連接；

視頻圖像采集模塊用于采集視頻流數據，并將采集的視頻流數據發送給主控單元；

主控單元用于對接收到的視頻流數據采用基于統計平均的背景更新算法進行更新，并判斷是否存在運動目標；

通訊模塊用于將主控單元的判斷結果傳輸給服務器。

2.根據權利要求1所述的一種用于輸電線路防外破可視化裝置，其特征在于，通訊模塊由無線網橋、4G通訊模塊、VPN通道以及Zigbee模塊組成。

3.根據權利要求1所述的一種用于輸電線路防外破可視化裝置，其特征在于，還包括光伏電能采集與存儲模塊，光伏電能采集與存儲模塊包括光伏太陽能板、太陽能電源管理器和蓄電池組，其中，光伏太陽能板和蓄電池組均與太陽能電源管理器相連，太陽能電源管理器通過串口與主控單元連接。

4.根據權利要求1所述的一種用于輸電線路防外破可視化裝置，其特征在于，視頻圖像采集模塊為網絡攝像機。

5.根據權利要求1所述的一種用于輸電線路防外破可視化裝置，其特征在于，還包括聲光告警模塊用于發出告警；聲光告警模塊包括擴音器和告警燈，擴音器和告警燈均與主控單元相連。

6.一種基于權利要求1所述的用于輸電線路防外破可視化裝置的運動目標檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：通過視頻圖像采集模塊獲取視頻流數據，抓取當前視頻流包，并通過解碼獲取當前幀圖像，累積所有圖像作為背景模型，并發送給主控單元；

第二步，主控單元對接收到的背景模型進行更新，得到更新后的背景模型；

完成背景更新后，判斷當前幀是否為靜態背景；如果是靜態背景，則將當前幀與背景進行差分計算，獲取各點的灰度差值；如果當前幀不是靜態背景，則對該幀進行運動補償后再將當前幀與背景進行差分計算，獲取各點的灰度差值；

第三步：根據灰度差值計算各像素點的權重；

第四步：利用灰度差值計算各像素點的權重對更新后的背景模型進行更新，然后進行二值化處理，得到二值圖像，若二值圖像中所有灰度大于或等于灰度差值T的像素被判定為屬于特定物體，否則這些像素點被排除在物體區域以外；然后再進行形態學處理，提取邊界及連通分量并進行連通域分析，對目標像素進行標記，從而判斷是否有運動目標存在。

7.根據權利要求6所述的運動目標檢測方法，其特征在于，第一步中，背景模型采用如下公式表示：

式中，n表示圖像幀數，I_i表示第i幀圖像像素點的特征值，B_n表示采集到第n幀圖像時建立的背景模型。

8.根據權利要求6所述的運動目標檢測方法，其特征在于，第二步中，更新采用下式進行：

式中，n表示圖像幀數，I_n+1表示第n+1幀圖像像素點的特征值，B_n表示采集到第n幀圖像時建立的背景模型，B_n+1表示采集到第n+1幀圖像時建立的背景模型。

9.根據權利要求6所述的運動目標檢測方法，其特征在于，第三步的具體過程如下：

設置灰度差值T，當圖像中某個像素點的變化大于該灰度差值T，則累加計數器w；若連續N幀累加計數器w都大于更新后的背景B_n+1時，則對該像素點進行加權處理：

式中，δ為加權系數，n表示圖像幀數，I_n+1表示第n+1幀圖像像素點的特征值，B_n表示采集到第n幀圖像時建立的背景模型，B_n+1表示采集到第n+1幀圖像時建立的背景模型；

式中：N表示連續N幀圖像；

加權系數δ按照如下過程得到：若連續N幀圖像，像素P的變化都大于灰度差值T，則更新背景時對當前幀乘一個加權系數δ＝max，否則δ＝1。

10.根據權利要求6所述的運動目標檢測方法，其特征在于，還包括第五步：繼續抓取當前視頻流包，重復第一步到第四步，實現對運動目標檢測的實時監測。