基於dsp視頻處理的輸電線路遠程監測系統及監測方法

2023-05-02 12:45:36 3

專利名稱：基於dsp視頻處理的輸電線路遠程監測系統及監測方法
技術領域：
本發明屬於遠程監測技術領域，涉及一種基於DSP嵌入式終端的遠程監測系統， 具體涉及一種基於DSP視頻處理的輸電線路遠程監測系統，本發明還涉及利用該系統進行 監測的方法。
背景技術：
由於某些地區特殊的自然地理環境因素，會引起輸電線覆冰、舞動等不良狀況發 生，輸電線路舞動會導致跳閘、導線電弧燒傷、金具損壞、導線斷股、斷線、倒塔等危害，嚴重 影響輸電線路的安全運行[1_2]。隨著工農業生產的日益發展，對供電系統可靠性的要求不斷 提高。對輸電線路的狀態進行實時監測，及時發現異常現象，並準確提供預警信息，對於實 現輸電線路由計劃檢修到狀態檢修的過渡，提高輸電線路和供電系統的可靠性具有重要的 意義。但傳統的人工線路巡視，不但工作量大，危險性高，而且效率也十分低，是目前供電企 業的巨大負擔。現代檢測技術、計算機技術和無線通信技術的發展，為輸電線路的狀態監測 提供了先進的技術手段，使得輸電線路遠程在線監測成為可能。隨著無線通信技術和嵌入式技術的發展，湧現出很多關於遠程視頻監測系統方案 和監測方法的成果[3_9]，其中有很多方案和方法已經應用到了實際的監測系統中，實現了對 待監測場景各狀態信息的遠程監測，具有一定的應用價值。比如張佔龍等人提出了基於視 頻監視和GPRS通信技術的輸電線路舞動遠程監測系統[3]，該系統利用攝像頭採集輸電線 路的圖像，將圖像通過GPRS通信傳輸回監控中心，運行檢測人員可以實時觀測輸電線路的 舞動情況的圖像。為研究導線舞動特點、規律和防A舞動方案評估提供了科學依據。深圳 市融創天下科技發展有限公司的發明專利《一種遠程視頻監控的系統及方法》[9](申請號 200910105705. 9，公開號CN101547343,
公開日2009. 09. 30)，提供了 一種遠程視頻監控的 系統及方法，系統由前端裝置和用戶終端組成，由前端裝置完成音視頻採集、編碼，然後由 嵌入式流伺服器通過移動通信網絡發送至用戶終端。利用移動通信網絡傳遞信息方便以及 不受地域限制的特點，將前端裝置監控的音視頻數據發送到移動終端中供用戶察看，實現 了用戶終端對前端監視場景的監視及對前端裝置的遠程控制。但是，目前大多數遠程視頻 監測系統，都是在監控終端先利用攝像頭採集現場視頻數據，然後將視頻數據經過壓縮後 通過無線網絡傳送到監測中心，再由工作人員對視頻進行查看、分析、處理操作。由於視頻 採集的數據量龐大，無線網絡的通信速率相對較低，這樣直接傳輸視頻數據不僅佔用大量 的帶寬，而且監測的實時性受到很大的限制。另外，系統對於舞動的判斷和分析是靠工作人 員離線進行的，監測的實時性和有效性受到了極大限制，智能化程度低。

發明內容
本發明的目的是提供一種基於DSP視頻處理的輸電線路遠程監測系統，解決了現 有遠程視頻監測系統利用攝像頭採集現場視頻數據，數據量龐大，而無線網絡的通信速率 相對較低，導致監測的實時性受到很大的限制的問題，以及傳統系統對於輸電線路異常狀
4況的判斷和分析是靠工作人員離線進行，導致監測的實時性和有效性受到了極大限制，智 能化程度低的問題。而且由於視頻處理在DSP終端完成，大大減輕監控中心計算機運算負 擔，因此可以實現多路同時監控，另外，通過更新軟體算法可以方便進行系統升級或功能 擴展。本發明的另一目的是提供一種採用上述系統進行監測的方法。本發明採用的技術方案是，一種基於DSP視頻處理技術的輸電線路遠程監測系 統，包括依次通過無線連接的監控終端、無線網絡、移動中心伺服器、Internet網絡及監控 中心。本發明的特點還在於，其中的監控終端包括DSP處理器模塊，DSP處理器模塊上分 別連接有圖像採集模塊、存儲器模塊、電源模塊、網絡模塊、GPRS模塊及圖像顯示模塊。本發明採用的另一技術方案是，一種基於DSP視頻處理技術的輸電線路遠程監測 方法，具體按照以下步驟實施步驟1 監控終端的圖像採集模塊採集視頻幀數據，傳遞給DSP處理器模塊；步驟2 =DSP處理器模塊對得到的視頻幀數據進行圖像處理，一方面，進行現場圖 像獲取，得到處理後的現場圖像數據流；另一方面，進行現場狀況監測，得到導線的舞動幅 值、覆冰覆雪厚度變化情況及導線異常狀況信息；步驟3 數據無線發送，監控終端中的GPRS模塊將步驟2得到的現場圖像數據流、 導線的舞動幅值、覆冰覆雪厚度變化情況及導線異常狀況信息依次通過無線網絡、移動中 心伺服器、Internet網絡送到監控中心，提供給監控人員經處理過的有效數據信息，或者將 步驟2得到的現場圖像數據流、導線的舞動幅值、覆冰覆雪厚度變化情況及導線異常狀況 信息依次通過無線網絡、移動中心伺服器、Internet網絡直接發送報警信息到監控人員手 機上，及時通曉監控人員便於其採取相應措施；步驟4 數據接收與綜合管理，監控中心對個監控終端發過來的數據進行解析和綜合管理，得到圖像數據、處理 結果、輸電線路狀況參數、異常狀況的有效信息，進行顯示、分析、存儲和管理。本發明的有益效果是，設計了基於DSP的視頻監控終端系統，利用DSP強大的數據處理能力，在監控終端 直接利用視頻圖像處理技術和相關算法，對現場採集到的輸電線路視頻數據進行濾波、清 晰化、異常檢測等分析和處理，自動提取監測場景輸電線路狀態的有效數據信息，僅將處理 結果和有效數據信息傳送給監控中心，並能夠對異常情況通過無線模塊發送報警信息到監 控中心或者監控人員手機上，以便及時採取相應的措施。這樣在大大減小了傳輸數據冗餘、 提高監測系統實時性的同時，又能夠提供給監控人員實時有效的現場信息，減輕了監控人 員的工作負擔，實現了實時、有效的智能化監控。


圖1是本發明基於DSP視頻處理技術的輸電線路遠程監測系統的結構示意圖；圖2是本發明基於DSP視頻處理技術的輸電線路遠程監測系統中監控終端的結構 示意圖；圖3是本發明監測方法的軟體工作流程5
圖4是不同天氣下輸電線原圖片，其中，(a)為理想天氣，(b)為陰天，(C)為霧天， (d)為雨天，(e)為雪天，(f)為強光照；圖5是對圖4中各圖片濾波及清晰化處理後效果圖，其中(a)為理想天氣，(b)為 陰天，(c)為霧天，(d)為雨天，(e)為雪天，(f)為強光照；圖6是對圖5中各圖片二值化處理後效果圖，其中(a)為理想天氣，(b)為陰天， (c)為霧天，(d)為雨天，(e)為雪天，(f)為強光照；圖7是對圖6中各圖片形態學濾波後效果圖，其中(a)為理想天氣，(b)為陰天， (c)為霧天，(d)為雨天，(e)為雪天，(f)為強光照圖8是導線舞動幅值計算示意圖。圖中，1.監控終端，2.無線網絡，3.移動中心伺服器，4. Internet網絡，5.監控 中心，6. DSP處理器模塊，7.圖像採集模塊，8.存儲器模塊，9.電源模塊，10.網絡模塊， 11. GPRS模塊，12.圖像顯示模塊。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行詳細說明。本發明基於DSP視頻處理技術的輸電線路遠程監測系統的結構，如圖1所示，包括 依次通過無線連接的監控終端1、無線網絡2、移動中心伺服器3、Internet網絡4及監控中 心5。監控終端1分別設置在各個不同的輸電線路監控點，用於完成對各監控點現場視頻 圖像的採集、檢測處理及異常狀況報警，並對處理結果及有效信息進行編碼、壓縮及數據發 送，數據依次通過無線網絡2、移動中心伺服器3、Internet網絡4最終到達監控中心5。監 控中心5實現對各監控終端1所發送的信息進行存儲、管理以及對監控終端1進行遠程控 制等操作。監控終端1的結構如圖2所示，包括DSP處理器模塊6，其周邊分別連接有圖像採 集模塊7、存儲器模塊8、電源模塊9、網絡模塊10、GPRS模塊11及圖像顯示模塊12。各模 塊特點及功能分別如下DSP處理器模塊6 是監控終端1的核心單元，完成數據處理及各模塊間的協調工 作，選用的是TI公司的TMS320DM642處理晶片，是專為數字媒體應用而設計的高性能數字 信號處理器，功耗低(核電壓僅1.4V)，外設接口方便。圖像採集模塊7 採用的解碼晶片是TI公司的TVP5150PBS。它是一款高性能視頻 解碼器，封裝小(32腳的TQFP)、功耗低(< 150mW)，支持PAL/NTSC模擬複合視頻輸入，輸 出格式為ITU-RBT.656。非常適用於便攜、批量大、高質量和高性能的視頻產品。存儲器模塊8 包括系統中外擴的4MX64位的SDRAM(同步動態存儲器)，用於視 頻大數據量的高速緩存及部分程序的存儲；和4MX8位的FLASH(異步靜態存儲器)程序存 儲器，用於固化程序。電源模塊9 採用電源晶片TPS54310，它是TI公司推出的一款高性能、低功耗、電 壓可調的精準穩壓晶片，為整個系統提供穩定的電壓，主要包括DSP核電壓1.4V和I/O電 壓 3. 3V。網絡模塊10 採用網絡收發器晶片LXT971進行數據收發控制，並採用RJ45標準 10/100M自適應的乙太網接口，可以進行數據網絡傳輸。
GPRS模塊11 選用的是譜泰公司的PTW73GPRS MODEM模塊，內嵌TCP/IP協議，通 訊接口標準DB9RS232，支持標準GSM 07. 07AT指令。由於內嵌了 TCP/IP協議，DSP只需通 過串口向模塊發送相應的AT指令，便可以實現網絡的連接及數據的發送等功能。圖像顯示模塊12 採用SAA7121作為編碼晶片，支持PAL和NTSC格式的視頻編碼， 可將數字視頻信號轉換成模擬信號通過顯示器顯示出來，以查看採集到的視頻或處理後的 視頻畫面效果。系統軟體架構設計整個監控終端系統軟體設計採用了 DSP/BI0S_，它是TI提供的一個簡易的實時 多任務微作業系統，是一種可裁剪的實時處理內核，具有任務的調度管理、任務間的同步 和通訊等多種實時作業系統功能。系統基於DSP/BI0S，採用多任務編程技術，設計了 4個任 務模塊，分別是圖像採集任務、圖像檢測任務、傳輸圖像提取任務和數據發送任務，各任務 間通過SCOM消息機制進行通信。軟體框架及流程如圖3所示系統上電自啟動後，DSP/BI0S會自動進行硬體初始化，然後進行主函數的初始化， 主要完成片上緩存的設置、各個任務的初始化、SCOM隊列的創建等。主函數執行完以後， DSP把程序的控制權交給實時作業系統DSP/BI0S的線程調度器，由調度器按各任務的優先 級來調度執行。按照任務的優先級，圖像採集任務首先獲得系統資源而運行。它首先從底層驅動 獲得一幀圖像，然後將存儲圖像的指針隨同SCOM消息發送到圖像檢測任務和傳輸圖像提 取任務，隨後圖像採集任務將由運行態轉為掛起態，等待來自其它任務的SCOM消息將其激 活。圖像檢測任務接收到來自圖像採集任務的SCOM消息後，開始運行。首先從SCOM中 取出存儲圖像的指針，得到一幀圖像數據，接著進行檢測處理。若檢測出有異常狀況發生， 便會給數據發送任務發送包含預警信息的SCOM消息。其處理完後將給圖像採集任務返回 一個SCOM消息，轉為掛起態。傳輸圖像提取任務同樣通過來自圖像採集任務的SCOM消息，獲得圖像數據，當前 幀圖片與背景圖片做差，分割出相對背景有變化的差值及位置信息，如果幀間圖像差別大 於設定閾值，則對差別信息進行壓縮、編碼、打包後，將數據包隨同SCOM發送給傳輸任務。 同時也給圖像採集任務返回一個SCOM消息，之後便轉為掛起態。當數據發送任務收到SCOM消息後，從中得到待發送的數據，然後通過串口向 GPRS模塊11發送相應的AT指令，將數據及命令傳送到GPRS模塊11，並控制GPRS模塊11 進行數據遠程發送，GPRS模塊11內嵌的TCP/IP協議棧的緩存區有限，串口寫入速率又高 於GPRS傳輸速率，可能會丟失數據。為保證數據傳輸的可靠性，採用了數據分包來實現流 控制將待傳輸的數據先打成若干個小數據包，逐個寫入串口，接收到模塊返回的發送成功 的應答幀後，再繼續發下一個數據包。若超時還未返回應答幀，則重發上一個數據包。這樣 雖然犧牲了一定時間，但很好地保證了圖像傳輸的可靠性。發送完成後將會給相應任務返 回SCOM消息。這樣在DSP/BI0S作業系統的實時任務調度和管理下，各任務模塊相互協作 執行任務，完成圖像採集到檢測處理及傳輸所有軟體功能。監控中心5接收到各監測點發來的數據後，根據標識進行分別存儲和解析，獲得 圖像、處理結果、異常狀況等有效信息。這樣在大大減小了傳輸數據冗餘、提高監測系統實時性的同時，又能夠提供給監控人員實時有效的現場信息，減輕了監控人員的工作負擔，實 現了實時、有效的智能化監控。而且由於視頻處理在DSP終端完成，大大降低了對傳輸信道 帶寬的要求，減輕監控中心5計算機運算負擔，因此可以實現多路同時監控，另外，通過更 新軟體算法可以方便進行系統升級或功能擴展。本發明基於DSP視頻處理的輸電線路遠程監測方法，具體按照以下步驟實施步驟1 監控終端1的圖像採集模塊7採集視頻幀數據，傳遞給DSP處理器模塊6 ；步驟2 =DSP處理器模塊6對得到的視頻幀數據進行圖像處理，利用圖像處理技術， 從現場圖像獲取和現場狀況監測兩個方面來提高系統的實時性、有效性及智能化程度，具 體按照以下步驟實施—方面，進行現場圖像獲取，得到處理後的現場圖像數據流，具體按照以下步驟實 施獲取監視場景圖像是遠程監測必要的環節，傳統監測系統的圖像獲取方法是將採 集到的視頻的每幀圖像經過壓縮後，通過無線模塊發送到監控中心。由於視頻數據量龐大， 而無線通信速率相對較低，這樣直接傳輸視頻數據不僅佔用大量的帶寬，而且監測的實時 性受到很大的限制。本發明採用如下方法來提高監測系統的實時性和有效性，具體算法實 施步驟為a 獲取參考幀圖像從視頻採集模塊底層驅動中獲取完整的第一幀現場圖像作為參考幀(記為Iref)， 並將其保存在終端系統內存中，同時將參考幀數據進行壓縮後通過GPRS模塊11發送到監 控中心5，也保存起來。b 計算當前幀與參考幀的灰度差值用後續採集到的每幀圖像(記為I)與參考幀圖像對應位置像素值做差。用i，j 分別表示圖像中某一像素的橫縱坐標，I (i，j)表示當前幀圖像中位置(i，j)處像素的灰度 值，Iref (i, j)表示參考幀對應位置的像素灰度值，則得到當前幀與參考幀圖像(i，j)位置 處的像素灰度變化量ΔΙ( ，j)為ΔΙ( , j) = I(i, j)-Iref (i, j)(1)c 差值數據傳送給定一個門限值ε，對滿足條件Δ I (i，j) > ε的像素點，即當前圖像中相對於 參考幀相應位置像素灰度值有較大變化量的點，將它們的位置和灰度變化量壓縮打包後傳 送給監控中心5。由於實際場景變化速度相對於視頻幀率來說要緩慢得多，可利用視頻圖 像幀間相似性，對於當前幀，僅傳送其中變化量較大的像素點的灰度值和其位置到監控中 心5，這樣相對於每幀都傳送整幅圖像數據，大幅度減小了傳輸的數據量和數據冗餘，提高 了傳輸的實時性。ε的選取要適當，其值若偏大，則對圖像變化不敏感，丟失過多變化的信 息，過小又不能有效減小冗餘和傳輸數據量。經過分析和實驗，ε取10個灰度級左右的值 比較合適。監控中心5對收到的數據後對其進行解壓，然後從中獲得位置和對應的灰度值信 息後，將參考幀中相應位置的灰度值進行數據替換生成新的一幀圖像，恢復出現場圖像幀， 然後保存起來。現場環境隨著天氣等因素再長時間內會有變化，之前的參考幀數據較早，和當前
8幀數據會有較大差異，導致需要傳輸的數據量增大。因此為了適應環境變化以及減小需要 傳輸的數據量，需要適時的對參考幀進行更新。更新方法是，計算當前幀數據和參考幀數據 的平均變化量，即用總的變化量除以一幀圖像的像素總數，如果平均變化量超過一個閾值， 就用當前幀數據作為新的參考幀數據，同時通知監控中心也用恢復出的當前幀圖像作為新 的參考幀，以保持同步。更新不會增加額外的運算量和數據量，因此更新閾值不能過大，否 則不能及時更新，使得傳輸數據量較大，可以選取得較小，以較好的適應環境變化，同時減 小傳輸的數據量，實驗中取3個灰度級。另一方面，進行現場狀況監測，得到導線的舞動幅值、覆冰覆雪厚度變化情況及導 線異常狀況信息；算法思路為利用圖像處理技術，直接在監控終端1對採集到的現場視頻進行分 析處理，提取有效信息、檢測異常狀況等，並將提取到的有效信息和處理結果傳回到監控中 心5，並對異常情況進行報警，以便工作人員及時發現異常。這相對於傳統的在監控中心5 對現場視頻進行處理，或是由工作人員進行人工處理和分析的方式，不但減輕了監控中心 5和工作人員的負擔，而且能夠獲得實時有效的處理結果，提高了監測系統的實時性、有效 性以及智能化程度。具體按照以下步驟實施a:圖像去噪為了減小圖像噪聲的影響，先對採集到的視頻中的圖像幀進行濾波處理。濾波算 法採用中值濾波，該算法既能消除噪聲又能保持圖像的細節信息，而且算法複雜度相對較 低。中值濾波算法計算公式為g(i，j) = Med{f(i-k, j-1)，(k，1) e ff}(2)其中g為處理後圖像，f為待處理原圖像。W為二維模板，選擇模板滑動窗口大小 為3X3的中值濾波算法，其計算過程為首先將模板中心放在圖像的第1行第1列位置，接著對模板範圍內的9個點按像 素灰度值進行排序，然後以位置在最中間的點的灰度值替換當前像素的灰度值，移動模板 到下一個像素點，循環進行此過程，直到將所有覆蓋範圍內的像素點都處理完畢，即可得濾 波後的圖像。b:圖像清晰化清晰化處理可以使在霧天、陰天等對比度較低、目標模糊不清的環境下，使得圖像 變得清晰，以提供給監控中心良好的圖像效果。清晰化算法採用非線性對比度展寬，非線性 對比度展寬的處理後的視覺效果很好，而且算法複雜度低。非線性對比度展寬的目的是把 在不良環境下所採集到的動態變化範圍較窄的圖像的動態變化範圍增大，來達到清晰化的 最終目的。按照下式對每個像素點進行處理=(3)
y max J ram其中，g為對比度展寬後的灰度圖像，f為待處理原圖像。對圖4中不同天氣環境幹擾下的圖片，經過中值濾波和非線性對比度展寬清晰化 處理後，得到圖5處理後的效果。為了客觀定量評價處理效果，對處理前後圖像對比度進行 計算並比較如表1所示。表1濾波及清晰化處理前後圖像對比度比較
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權利要求
一種基於DSP視頻處理技術的輸電線路遠程監測系統，其特徵在於，包括依次通過無線連接的監控終端(1)、無線網絡(2)、移動中心伺服器(3)、Internet網絡(4)及監控中心(5)。
2.根據權利要求1所述的基於DSP視頻處理技術的輸電線路遠程監測系統，其特徵在 於，所述的監控終端(1)包括DSP處理器模塊(6)，DSP處理器模塊(6)上分別連接有圖像 採集模塊(7)、存儲器模塊(8)、電源模塊(9)、網絡模塊(10)、GPRS模塊(11)及圖像顯示 模塊(12)。
3.一種基於DSP視頻處理技術的輸電線路遠程監測方法，其特徵在於，採用一種基於 DSP視頻處理技術的輸電線路遠程監測系統，其結構為包括依次通過無線連接的監控終 端(1)、無線網絡(2)、移動中心伺服器(3)、Internet網絡(4)及監控中心(5)，所述的監控 終端(1)包括DSP處理器模塊(6)，DSP處理器模塊(6)上分別連接有圖像採集模塊(7)、 存儲器模塊(8)、電源模塊(9)、網絡模塊(10)、GPRS模塊(11)及圖像顯示模塊(12)，具體按照以下步驟實施步驟1 監控終端(1)的圖像採集模塊(7)採集視頻幀數據，傳遞給DSP處理器模塊(6)；步驟2 :DSP處理器模塊(6)對得到的視頻幀數據進行圖像處理，一方面，進行現場圖像 獲取，得到處理後的現場圖像數據流；另一方面，進行現場狀況監測，得到導線的舞動幅值、 覆冰覆雪厚度變化情況及導線異常狀況信息；步驟3:數據無線發送，監控終端(1)中的GPRS模塊(11)將步驟2得到的現場圖像 數據流、導線的舞動幅值、覆冰覆雪厚度變化情況及導線異常狀況信息依次通過無線網絡 (2)、移動中心伺服器(3)、Internet網絡(4)送到監控中心(5)，提供給監控人員經處理過 的有效數據信息，或者將步驟2得到的現場圖像數據流、導線的舞動幅值、覆冰覆雪厚度變 化情況及導線異常狀況信息依次通過無線網絡(2)、移動中心伺服器(3)、Internet網絡(4)直接發送報警信息到監控人員手機上，及時通曉監控人員便於其採取相應措施； 步驟4:數據接收與綜合管理，監控中心(5)對個監控終端(1)發過來的數據進行解析和綜合管理，得到圖像數據、處 理結果、輸電線路狀況參數、異常狀況的有效信息，進行顯示、分析、存儲和管理。
4.根據權利要求3所述的基於DSP視頻處理技術的輸電線路遠程監測方法，其特徵在 於，所述的步驟2中現場圖像獲取，具體按照以下步驟實施a 獲取參考幀圖像，從視頻採集模塊底層驅動中獲取完整的第一幀現場圖像作為參考幀Iref，並將其保存 在終端系統內存中，同時將參考幀數據進行壓縮後通過GPRS模塊(11)發送到監控中心(5)，保存起來；b 計算當前幀與參考幀的灰度差值，用後續採集到的每幀圖像I與參考幀圖像對應位置像素值做差，用i，j分別表示圖像 中某一像素的橫縱坐標，I (i，j)表示當前幀圖像中位置(i，j)處像素的灰度值，Iref (i, j) 表示參考幀對應位置的像素灰度值，得到當前幀與參考幀圖像(i，j)位置處的像素灰度變 化量ΔΙ( , j)為ΔΙ( , j) = I(i，j)-Iref(i, j)；c 差值數據傳送，給定一個門限值ε，對滿足條件ΔΙ( ，j) > ε的像素點，即當前圖像中相對於參考 幀相應位置像素灰度值有較大變化量的點，將它們的位置和灰度變化量壓縮打包後傳送給 監控中心(5)。
5.根據權利要求3所述的基於DSP視頻處理技術的輸電線路遠程監測方法，其特徵在 於，所述的步驟2中現場狀況監測，具體按照以下步驟實施 a:圖像去噪，採用中值濾波算法對採集到的視頻中的圖像幀進行濾波處理，中值濾波算法計算公式為g(i，j) = Med{f(i-k, j-1)，(k，1) e ff},其中g為處理後圖像，f為待處理原圖像，W為二維模板，選擇模板滑動窗口大小為3X3 的中值濾波算法，其計算過程為首先將模板中心放在圖像的第1行第1列位置，接著對模板範圍內的9個點按像素灰 度值進行排序，然後以位置在最中間的點的灰度值替換當前像素的灰度值，移動模板到下 一個像素點，循環進行此過程，直到將所有覆蓋範圍內的像素點都處理完畢，即得濾波後的 圖像；b:圖像清晰化，採用非線性對比度展寬，按照下式對每個像素點進行處理J max J min其中，g為對比度展寬後的灰度圖像，f為待處理原圖像； C 目標提取，圖像二值化採用自適應迭代閾值二值化方法，具體按照以下步驟實施1)求出圖像中的最小、最大灰度值fmin，fmax，閾值初始值為Tk — (fmin+fmax)/2，迭代次數k初始值為0;2)根據閾值Tk將圖像分割成目標和背景兩部分，分別計算兩部分的像素數N1,N2,以及 灰度平均值U1, U2,即分別用兩部分所有像素灰度值之和除以各自的像素總數；3)求出新的閾值Tk+1= (U^U2)/2 ；4)如果前後兩次計算出的閾值相等或迭代次數k>100，則轉到步驟5)；否則k = k+l， 轉到步驟2)；5)用Tk作為閾值對圖像進行二值化處理； d 異常狀況檢測，當導線靜止時記錄下導線在圖像中的位置和寬度，用後續每一幀圖像中導線的位置與 靜止時導線的位置做差並求絕對值，然後求出最大的差值，即得到導線的舞動幅值；採用對 後續幀中輸電線的寬度變化情況進行比較，得到輸電線變粗細的變化情況，進而檢測出覆 冰覆雪厚度變化情況，若導線的舞動幅值超出預設門限值或者連續監測到導線直徑增大， 則自動判斷是否出現異常狀況。
全文摘要
本發明公開了一種基於DSP視頻處理的輸電線路遠程監測系統及監測方法，設計了基於DSP的視頻監控終端系統，利用DSP強大的數據處理能力，在監控終端直接利用視頻圖像處理技術和相關算法，對現場採集到的輸電線路視頻數據進行濾波、清晰化、異常檢測等分析和處理，自動提取監測場景輸電線路狀態的有效數據信息，僅將處理結果和有效數據信息傳送給監控中心，並能夠對異常情況通過無線模塊發送報警信息到監控中心或者監控人員手機上，以便及時採取相應的措施。這樣在大大減小了傳輸數據冗餘、提高監測系統實時性的同時，又能夠提供給監控人員實時有效的現場信息，減輕了監控人員的工作負擔，實現了實時、有效的智能化監控。
文檔編號H04N7/18GK101977304SQ201010522839
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月26日 優先權日2010年10月26日
發明者任海鵬, 馬展峰 申請人:西安理工大學