高清視頻處理技術(shù)在水庫(kù)水位遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

【摘要】我國(guó)對(duì)水庫(kù)的管理工作正在不斷加強(qiáng)和創(chuàng)新，我國(guó)優(yōu)先采用高清視頻處理技術(shù)，對(duì)水庫(kù)的水位進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，將水庫(kù)的管理工作與科技技術(shù)結(jié)合在一起，能夠有效地增強(qiáng)我國(guó)對(duì)水庫(kù)的管理力度。本文主要從高清視頻處理技術(shù)入手，對(duì)其如何實(shí)現(xiàn)水庫(kù)的水位管理的方式進(jìn)行分析，研究該技術(shù)在水庫(kù)水位遠(yuǎn)程中自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用情況，如何運(yùn)用各項(xiàng)技術(shù)模塊實(shí)現(xiàn)水位的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，以供專(zhuān)業(yè)人士參考。

【關(guān)鍵詞】高清視頻；處理技術(shù)；水庫(kù)水位；自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

一、自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成

水庫(kù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要由多個(gè)系統(tǒng)板塊進(jìn)行構(gòu)成，分別實(shí)現(xiàn)不同的功能。如，用CCD攝像頭和圖像采集卡來(lái)實(shí)現(xiàn)水位情況資訊獲取的功能，用水庫(kù)水位夜光液位標(biāo)尺來(lái)測(cè)算出水庫(kù)的水位，通過(guò)電腦上的圖像處理版塊對(duì)水位圖像進(jìn)行分析，將最終的數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)庫(kù)，上傳至服務(wù)器，各個(gè)服務(wù)終端用無(wú)線連接的方式與數(shù)據(jù)服務(wù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交流，完成整個(gè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作。

在進(jìn)行水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作時(shí)，首先設(shè)定標(biāo)尺的目標(biāo)位置，在合適的位置上將標(biāo)尺畫(huà)出來(lái)，用夜光液位標(biāo)尺進(jìn)行測(cè)量的好處是不管什么時(shí)間點(diǎn)，都能測(cè)量出水位數(shù)據(jù)，就算在夜晚，夜光標(biāo)尺也能有超清晰的對(duì)比度提供可視服務(wù)。將CCD攝像頭安裝在標(biāo)尺的正對(duì)面，保證攝像頭可以用平視的視角觀測(cè)到水位情況，主要通過(guò)攝像頭采集到的水位視圖來(lái)進(jìn)行水位數(shù)據(jù)的分析；視頻線將攝像頭采集到的圖像轉(zhuǎn)移到了圖像采集卡中，系統(tǒng)將其簡(jiǎn)化，通過(guò)預(yù)處理的方式將標(biāo)尺的原圖還原，還原的標(biāo)尺從上到下將像素信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，累加得出最終的坐標(biāo)像素圖；通過(guò)電腦的圖像處理軟件將水位的高度直接統(tǒng)計(jì)出來(lái)，第一時(shí)間將統(tǒng)計(jì)出來(lái)的數(shù)據(jù)輸送至數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)主要負(fù)責(zé)的內(nèi)容是與服務(wù)器連接，當(dāng)服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作時(shí)，能夠啟動(dòng)連接功能。通過(guò)WIFI連接的方式，將手機(jī)與服務(wù)器連接在一起，通過(guò)查詢(xún)，服務(wù)器將數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容傳輸?shù)绞謾C(jī)上，讓使用的用戶(hù)了解實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，當(dāng)水位超過(guò)預(yù)定的安全值時(shí)，服務(wù)器就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，從本質(zhì)上減少安全隱患。

二、高清視頻處理技術(shù)在水庫(kù)水位遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）視頻采集

在水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，視頻采集工作相對(duì)來(lái)說(shuō)是最重要的，將拍攝的視頻圖像進(jìn)行視圖分析，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息后輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，用幀存儲(chǔ)器保存整個(gè)視頻圖像，便于進(jìn)行更深的圖像分析工作。視頻采集工作通過(guò)圖像采集卡、CCD高清攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)這三個(gè)設(shè)備聯(lián)合進(jìn)行，共同收集視頻信息。整個(gè)圖像同時(shí)也要進(jìn)行采集，通過(guò)采集接口和處理接口，將圖像資料進(jìn)行采集和處理，采集時(shí)保存的格式可以直接是數(shù)字資料，也可以是視頻和音頻結(jié)合的格式，在數(shù)字化格式下，兩者都可以同步進(jìn)行播放，視頻信號(hào)通過(guò)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換后傳輸給計(jì)算機(jī)，整個(gè)數(shù)據(jù)保存在電腦的數(shù)據(jù)庫(kù)中。

（二）數(shù)據(jù)查詢(xún)系統(tǒng)

在整個(gè)水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，終端的應(yīng)用程序和服務(wù)器主要通過(guò)Socket通信系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)連接功能，連接后主要運(yùn)輸水位數(shù)據(jù)，Socket通信系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)將信息保存成數(shù)據(jù)包的格式運(yùn)輸至數(shù)據(jù)庫(kù)中，該數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容都是按照日期進(jìn)行存儲(chǔ)的，當(dāng)使用者相對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分析時(shí)，輸入想查詢(xún)的日期，當(dāng)日所有的數(shù)據(jù)都能顯示出來(lái)，使用戶(hù)減少在查找數(shù)據(jù)上花費(fèi)的時(shí)間，增加了用戶(hù)的工作效率。服務(wù)器中的所有數(shù)據(jù)都可以用變化折線圖顯示出來(lái)，讓用戶(hù)掌握該水位的主要變化趨勢(shì)，更好做出相應(yīng)的改變。

（三）無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容傳輸?shù)椒?wù)器后，用戶(hù)可通過(guò)無(wú)線連接的方式在移動(dòng)終端上獲取數(shù)據(jù)，服務(wù)器終端和移動(dòng)設(shè)備之間，通過(guò)WIFI進(jìn)行無(wú)線連接，可實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)設(shè)備上實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)。安裝監(jiān)測(cè)軟件后需要根據(jù)提示添加遠(yuǎn)程監(jiān)控的IP地址，電腦端的服務(wù)器與手機(jī)終端聯(lián)系在一起，便可以實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，各端口之間通過(guò)Socke系統(tǒng)連接在一起，各臺(tái)服務(wù)器不僅接受監(jiān)測(cè)者的命令，同時(shí)也接受使用者的命令，同步實(shí)現(xiàn)水位監(jiān)測(cè)工作。

（四）水庫(kù)水位折線圖

水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，為了直觀地給用戶(hù)展現(xiàn)出水位的變化，高清視頻圖像處理技術(shù)在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中直觀地將數(shù)據(jù)匯成了數(shù)據(jù)折線圖，用戶(hù)可以通過(guò)瀏覽規(guī)定時(shí)期的水位折線圖來(lái)對(duì)判斷水位數(shù)據(jù)的變化原因，讓用戶(hù)對(duì)水庫(kù)的水位有更充分的了解。視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)為了將水庫(kù)的水位折線圖顯示出來(lái)，專(zhuān)門(mén)用了四個(gè)不同的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)該技術(shù)，首先使用了手機(jī)畫(huà)圖平臺(tái)，提供完整的圖像繪畫(huà)元素，使用onDraw （） 方法直接在Canvas上將圖形繪制出來(lái)；通過(guò)數(shù)據(jù)處理軟件將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)提取出來(lái)，用文本文檔的形式將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在系統(tǒng)中，使用繪圖軟件將數(shù)據(jù)的變化通過(guò)折線圖的形式表現(xiàn)出來(lái)，使用戶(hù)有直觀的折線變換印象。最后在折線圖上設(shè)立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的起始點(diǎn)和終點(diǎn)，在畫(huà)布上繪出橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，完善圖像上的數(shù)據(jù)內(nèi)容注釋?zhuān)層脩?hù)更直觀地獲取信息。

（五）安全預(yù)警系統(tǒng)

結(jié)合水庫(kù)安全分析數(shù)據(jù)對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域做出預(yù)警，預(yù)警信息可通過(guò)聲音、圖像和短信的方式發(fā)布，監(jiān)測(cè)軟件中對(duì)預(yù)警部位發(fā)出紅色閃爍光圈的方式預(yù)警，同時(shí)發(fā)出警報(bào)聲，通過(guò)短信貓將預(yù)警信息發(fā)送給水庫(kù)安全責(zé)任人，短信內(nèi)容包括：預(yù)警時(shí)間、危險(xiǎn)部位、自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和警戒數(shù)據(jù)等信息。安全責(zé)任人接到預(yù)警信息后根據(jù)防御預(yù)案及時(shí)做出響應(yīng)避免出現(xiàn)安全事故。

三、結(jié)語(yǔ)

采用高清視頻處理技術(shù)對(duì)水庫(kù)水位遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)時(shí)，通過(guò)不同設(shè)備對(duì)水位監(jiān)測(cè)視頻圖像進(jìn)行處理，用CCD攝像機(jī)進(jìn)行原視頻的采集，用圖像采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)資料的匯總，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行資料的處理，這三個(gè)設(shè)備分別在視頻采集處理工作上起到不同作用。利用圖片的性質(zhì)，用不同的分析技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行處理，將圖像中水位的數(shù)據(jù)通過(guò)預(yù)處理方式得出；將檢測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)直接輸送到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中，將每個(gè)視頻圖像的禎都進(jìn)行像素處理，將每項(xiàng)數(shù)據(jù)都同正常數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，提高檢測(cè)工作的準(zhǔn)確度。

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