远程数字视频监控与图像识别技术在电力系统中的应用

远程数字视频监控与图像识别技术在电力系统中的应用

陈小宁 王福生 陈峥

宁夏信通网络科技有限公司 宁夏 银川 750001

摘要：随着国家电网建设智能电网意见的出台，坚强可靠的智能电网建设被提上国家电网公司发展的日程。高电压等级的输电线路以及变电站是电力系统中的骨干，也是最为重要的部分。高电压等级的输电线路的安全可靠稳定运行直接影响着国民经济的稳定发展。因此，对于高电压等级的输电设备进行监视监控是必要的。自改革开放以来我国在电力工业上的发展从未停止脚步，不断总结设定安全规程，对电力设备进行定期的检修。由于电力线路以及枢纽变电站偏远，检修只能进行间隔性巡检，不能实现“故障发生即消除”，而仅靠巡检试验无法发现深层次的故障行为，更无法实现“超前消除”，对于潜在的故障不敏感。随着我国电力系统朝着高电压、大容量的方向发展，潜在的故障也直接威胁国家电力安全，为了保证电力设备的安全运行，电力设备在线监测是必须的，也是必要的，在线监测能够反映电力设备运行状态以及设备老化状态，在故障发生前及时采取预防措施，避免设备断电故障和故障的进一步扩大。

关键词：远程数字；视频监控；图像识别技术；电力系统应用

1远程数字视频监控综述  　　作为电站管理人员要实现真正意义上对变电站的全方位监控，不仅要第一时间获取各个设备的数据信息和运行状态，还要同时获取设备运转状态的实时图像和环境状态。而数字视频远程监控技术就恰好能完美执行这一任务。  　　数字视频远程监控技术，就是以控制计算机为监控核心，采用计算机网络技术、数字信号视频信号处理技术等多媒体技术，让变电站在监控范围所涉及的具体内容（视、音频切换、云台镜头控制、警不联动处理）模块化、结构化和网络化。因此来实现实时迅速地获取电站及周边的具体情况，以更高的效率来实现遥控、遥测、遥调、遥信和遥视功能。 

2数字图像识别技术  　　在整个监控识别系统当中，需以视频流为对象，对其开展实时性的图像截取，并将其保存下来，后开展各项图像识别加工工作，如预处理图像，提取图像特征记忆对事件进行相应判决等。获取图像信息，从基础层面来考量，就是从所接收到的全部视频流当中，对所需要的视频图像信息进行准确截取，用3基色（红、绿、蓝）的8位亮度值，来表示所截取的彩色图像，并将称其之为R值、G值与B值。  　　之所以要进行图像预处理，最终目的在于将所存在的差异、噪声及干扰去除掉，把原始图像转变成或调整为与计算机特征提取相适应、相符合的形式，其包含图像的滤波、变换等。所谓图像变换，一般情况下，主要指利用哈达码变换、余弦/正弦变换、小波变换及傅立叶变换等的特点与性质，把图像向空域或频域进行转换，然后进行处理，以此来最大程度改善图像的质量，此外，还有助于运算处理速度的提升；所谓图像的增强，从基础层面来分析，即为借助于各种变换手段与数学方法，最大化提升图像当中人们比较感兴趣部分的清晰度，将图像当中部分信息突出出来，削弱或消除部分没有价值的信息，包含噪声去除、修整图像灰度及图像边缘增强等。对于判决或分类而言，就是以阈值及特征量/参量为对象，对其开展全面化计算，从中进行比较与分析，判断出图像的本质或状态，获得输出结果。 

3数字图像的基本知识

图像处理技术在各行各业中应用众多，在学术研究上也相当广泛，其理论架构上容纳了众多学科，是新兴信息知识的大杂烩。传统的图像识别技术通过获取图像、对图像进行变换转化，进而增强图像并对部分缺失进行恢复，再压缩解码对边缘信息进行提取。近年来在新算法以及新工具的帮助下，图像处理技术的发展日新月异[9]。随着计算机科学的发展，图像的处理技术、特征分类、配准、融合以及识别等原本基于人力的工作，都得到了长足的发展。图像处理技术在人类的智力活动的基础上通过计算机进行模仿，实现了计算机对于机械重复工作的高效替代。智能图像处理技术是图像智能化处理发展的新方向，能够更好、更精确的满足人类对于信息处理的要求。

4电力系统中远程数字视频监控与图像识别技术的应用  4.1视频监控  　　在系统操作界面中，图像窗口可以任意缩放或移动位置，各变电站终端采集设备则以树的形式显示。主控中心操作人员可以通过操作界面进行设备预置、报警输入和输出控制。监控系统与vGA视频输出接口连接，实现监控功能多屏多画面分割和合并，操作人员也可以把屏幕划分为单屏、4屏，6屏，8屏，9屏，16屏等多种显示模式。  　　结合变电站实际应用需求，视频监控界面具备的功能有：  　　1）窗口移动。操作人员可以任意拖动视频窗口，先用鼠标左键选择想要移动的窗口，拖动鼠标到另一视频窗口后松开鼠标左键即可，这样两幅图像发生互换。  　　2）视频截图。通过专用按钮启动截图功能，保存的默认目录为安装目录文件夹中的saveim age文件夹；也可以更改保存路径，在“系统设置一保存”窗口中，选取想要更改的文件保存目录。  　　3）录像功能。对指定窗口开启录像功能并设置保存路径，即可将视频文件保存在本地PC上，录制结束后点击按钮关闭录像功能即可。  　　4）云台控制。操作人员选择目标窗口，通过云台按钮对拍摄图像进行焦距、方向调整，确保图像清晰准确。  　　5）画面比例调整：可选择纵横比，一共有三个选项，默认情况下为4：3和16：9，选择默认则当前窗口自动填充屏幕  　　4.2图像压缩与检索  　　4.2.1图像压缩的标准  　　静止图像的压缩标准是“联合图片专家组”JPEC2000标准，该标准是在2000年发布的，它标志着JPEC标准的升级换代。这种标准要求压缩质量高，而且还要根据图像质量、视觉感受和分辨率进行渐进式传输。它具有对码流随时存取和处理的优点。  　　运动图像的压缩则是采用视频编码中常用的H.263编码方法。它包括侦内编码和侦间编码两个编码过程。这种标准具有双向编码和传输、编码速率快和误码率低的优点。它设计的编码延时一般不会超过150m s，即使在512kbit/sJ5至384kbit/、宽带下，在这种标准下呈现的图像质量也会很高。  　　4.2.2图像检索  　　我们在进行数字视频信号处理时，大量的视频图像数据就需要图像检索功能。我们采用的是基于图像及视频内容的自动检索（CBR）。CBR是指根据提供的媒体对象以及描述他的基木特征来直接进行检索。它具备在数据库中查找具有指定特征内容的图像或视频文件的能力。它与传统的基于关键字的检索手段相比，同时具备了图像理解、模式识别的功能，这种检索方式速率快，人机交互性好。 

5结束语  　　综上，针对监控识别系统而言，除了能够监视、识别信号的功能之外，还具有遥视功能，因能够查知或观看到设备的当前实况，所以，可以及时、准确且全面的维护设备，并将所存在的故障给排除掉。因此，在电力系统中应用监控识别系统，应用价值高，前景广阔。  　　参考文献：

[1]张鹏.Hough变换在远程数字视频监控与图像识别系统中的应用[J].中国电力教育,2006(S1):183-185.

[2]王东方. 远程数字视频监控与图像识别技术在变电站中的应用[D].华北电力大学（北京）,2006.

[3]孙凤杰,崔维新,张晋保,张旭东,肖学东.远程数字视频监控与图像识别技术在电力系统中的应用[J].电网技术,2005(05):81-84.

[4]付国. 远程数字视频监控与图像识别系统的研制[D].华北电力大学（北京）,2003.