電站監(jiān)控中智能視頻濃縮和檢索技術的應用解析

賴德炎

摘 ?要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，電站的視頻監(jiān)控的難度逐步顯現(xiàn)，為了解決這個問題，文章引入智能視頻濃縮和檢索的技術應用方案，從中探討和重點研究了該如何實現(xiàn)這項技術方案，針對智能視頻濃縮和檢索技術在電站中的整體應用進行了詳細的設計，并進行了科學的計算與分析。

關鍵詞：電站監(jiān)控;智能視頻;檢索技術;應用分析

中圖分類號：TM764 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2015）36-0068-02

1 ?概 ?述

眾所周知，電力是國民經(jīng)濟的重要支柱一樣，電力整個行業(yè)有著很多無人值守的變電站與電器的設施設備需要進行管理查看與維護。伴隨著電力部門網(wǎng)絡的全面進步發(fā)展和進步，各電站均實現(xiàn)了無人看守，在監(jiān)控的路數(shù)呈上升的趨勢發(fā)展，畫面的質(zhì)量不斷提高，以下的幾個方面也變得尤為重要：

①視頻傳輸：監(jiān)控路數(shù)的增多，畫面質(zhì)量的上升，代表著電力監(jiān)控中心要承擔巨大的寬帶傳輸負荷以此獲取視頻文件。

②視頻的存儲：雖然存儲設備的容量增加，其性價比也逐漸提高，但是隨著安全意識的增強，要求保存周期增長，要怎樣有效的對視頻進行壓縮，仍然是重要的問題。

③視頻檢索：在眾多的視頻數(shù)據(jù)中找到重要事件的變得尤為困難，檢索與查看依舊是一項高成本、費時、費力的工作。且易發(fā)生使人疲勞、出現(xiàn)紕漏等不利于安全的監(jiān)控現(xiàn)象。是否對視頻能夠進行有效的壓縮和傳輸存儲的關鍵所在。怎樣提高視頻的檢索和瀏覽的效率，是目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一項首要任務。

2 ?現(xiàn)有的技術

2.1 ?視頻壓縮技術

現(xiàn)階段，變電站運用的視頻壓縮技術，往往都是從圖像上質(zhì)量的角度，通過運用壓縮技術，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)進行編碼重新構造。

以簡化H.264壓縮技術為例，若同等的圖像質(zhì)量下，H.264的數(shù)據(jù)壓縮效果明顯，比DVD系統(tǒng)中運用的MPEG-2高出2～3倍，甚至比MPEG-4還要高出1.5～2倍。在一定程度上，通過將高質(zhì)量的圖像與低質(zhì)量的圖像編碼進行轉換，能夠適當?shù)膶⒃曨l數(shù)據(jù)的大小進行壓縮，但也間接的降低了視頻的清晰度，導致圖像信息丟失。

伴隨著高清視頻、各種多媒體技術的不斷推廣運用，只是單純的壓縮視頻大小與視頻質(zhì)量，已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)在應用需求。

2.2 ?視頻摘要技術

視頻摘要技術指的是通過自動或者半自動的方式，科學的分析視頻內(nèi)容以及視頻結構，將提取出有利用價值的視頻部門進行排列組合。優(yōu)秀合格的視頻摘要必須符合以下兩點：①時間越小越好;②信息量越大越好。

3 ?智能視頻濃縮技術和檢索技術

3.1 ?電站視頻監(jiān)控的特點

在現(xiàn)階段的變電站中，由于無人值守，由此導致視頻監(jiān)測數(shù)據(jù)中運動對象數(shù)量少，或者監(jiān)控對象不發(fā)生活動狀況，鏡頭長時間固定某一畫面，有價值的信息數(shù)據(jù)相對比較少。也就是說，有效信息過少，運動對象數(shù)量不多，場景單調(diào)等等。

3.2 ?智能視頻的濃縮和檢索

針對視頻監(jiān)控特點， 合理分析監(jiān)控視頻的數(shù)據(jù)信息，能夠有效防止視頻監(jiān)測畫面出現(xiàn)固定狀況，以及去除無用的信息，進而保留有利用價值的視頻信息。這樣不但能夠緩解視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲壓力，而且能夠增加視頻數(shù)據(jù)的有效性，以及提升視頻的清晰度。由于電站場景相對來說比較固定，而且運動對象數(shù)量也比較少，因此，能夠在一定的空間、密度或者時間內(nèi)，將有效的信息進行新的規(guī)劃和組織、在濃縮后的視頻中展現(xiàn)出不同時間所發(fā)生的多個時間與對象。通過上述方式，能夠有效的去除視頻中的無用的信息，且進行視頻重構和視頻濃縮技術，是一種比較先進的視頻分析、摘要和視頻中介技術，不但可以提高視頻的檢索效率，還能最大程度上壓縮視頻。視頻濃縮技術的發(fā)現(xiàn)，不僅僅是以此技術上的創(chuàng)新 ，而且對未來發(fā)展極具參考性價值。

4 ? 智能視頻濃縮和檢索的運用實現(xiàn)

關鍵幀的提取、場景的拼接、以及焦點對象提取等幾大模塊，共同組成了只能視頻濃縮技術。能夠合理利用時間軸的壓縮功能，將多余無用的視頻信息進行非線性集合儲存。

4.1 ?關鍵幀提取

關鍵幀在視頻分析和檢索中扮演非常重要的角色，能夠清楚的對鏡頭中內(nèi)容進行反映，以幀的形式進行圖像展示。同時能夠針對不同的應用環(huán)境，適當選擇不同的措施或者技術手段，比如：基于鏡頭的手段和基于聚類的手段。

4.2 ?背景建模技術

作為視頻監(jiān)測系統(tǒng)中最為重要的技術部分，背景建模為運動的跟蹤與監(jiān)測提供了有力的基礎保證。在現(xiàn)階段的變電站中，背景建模的形態(tài)相對來說比較固定、單一，可以利用高斯模型的計算方式，最終實現(xiàn)背景建模。

4.3 ?運動對象的提取技術

關鍵幀的確認工作以及提取工作完成后，然后可以進行提取運動對象，進而將背景圖像與目標物體進行分離。此外需要注意的是，必須對運動對象的運動軌跡，以及對應的具體時間等參數(shù)，做好記錄工作。通過對所記錄數(shù)據(jù)的科學分析，適當提取對象，進而有機分離對象與背景;而通過測量運動軌跡，利用適當?shù)奶崛》椒?，能夠去除雜亂信息留取有效的運動信息。

4.4 ?對象的分類與檢索

視頻數(shù)據(jù)信息量巨大，如果僅是通過非線性的分割時間軸，并不能實現(xiàn)檢索對象的視頻信息，以及原始視頻數(shù)據(jù)的回放功能，只能單純的實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的摘要、壓縮功能。因此在當前階段，必須通過查找關鍵字，或者樣例查詢的方式，全面收集運動對象的特征、時間、以及坐標等信息，合理存放在數(shù)據(jù)庫中，最終實現(xiàn)視頻濃縮數(shù)據(jù)與關鍵幀之間的關聯(lián)。

4.5 ?智能視頻濃縮與檢索系統(tǒng)

現(xiàn)行的壓縮方式，其比率是2～5倍，但是嚴重影響硬盤空間的使用狀況，同時也會影響視頻的清晰度。若是保留變站點的歷史視頻，將會影響到管理工作的開展;而如果監(jiān)控中心通過備份，就會影響到專網(wǎng)的工作效率，極大程度的增加了傳輸負荷。

5 ?結 ?語

智能濃縮技術的實現(xiàn)方案離不開變電站的特點，在其它的背景相對固定、運動對象少的監(jiān)控系統(tǒng)中，同樣的適用。在背景移動、運動對象比較少的狀況下，考慮運用調(diào)整的局部算法，進行背景建模，該方案依然可行。當背景移動、運動對象眾多、干擾繁多的情境下進行視頻濃縮，是一項具有挑戰(zhàn)性、并且有意義的研究工作。

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