電力監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法研究

孫蓉蓉 李清 張國(guó)昌

摘要：本文探討了電力監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法含義，分析了目標(biāo)檢測(cè)算法，研究了目標(biāo)檢測(cè)算法實(shí)例。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng);運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法;電力企業(yè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）12-0101-02

0 引言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們生活質(zhì)量水平不斷提高，進(jìn)而越來(lái)越多的人們更加關(guān)注生活以及環(huán)境安全等問(wèn)題內(nèi)容。基于此，形成了智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并且在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中此技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。如：安防領(lǐng)域、交通領(lǐng)域等。而在電力系統(tǒng)當(dāng)中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)也得到廣泛的應(yīng)用，能夠?qū)﹄娏ζ髽I(yè)特定區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，預(yù)防非法入侵情況的發(fā)生，充分保障變電站等重要設(shè)備的安全。與此同時(shí)，還可以對(duì)危險(xiǎn)設(shè)備倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行檢測(cè)，充分保障電力企業(yè)工作人員的人身安全，盡量避免產(chǎn)生不必要的損失與人員傷亡。

1 電力監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法含義

從當(dāng)前運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法的研究情況來(lái)看，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法是否具有準(zhǔn)確性是現(xiàn)階段大部分學(xué)者研究的關(guān)鍵。在電力監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，最為常見(jiàn)檢測(cè)算法包含多種方面內(nèi)容，如：背景減除法以及幀間差分法。對(duì)于這兩種目標(biāo)檢測(cè)算法而言，由于其具有一定的局限性，所以相關(guān)學(xué)者針對(duì)此提出了相應(yīng)的改進(jìn)算法。某學(xué)者提出了依次提取背景減除法與幀間差分法的運(yùn)動(dòng)背景，將如何進(jìn)行邏輯或者運(yùn)算，從而有效避免目標(biāo)檢測(cè)當(dāng)中產(chǎn)生孔洞或者鬼影。另外，還有學(xué)者提出結(jié)合幀間差分法同高斯混合模型，進(jìn)而對(duì)于實(shí)際場(chǎng)景當(dāng)中存在的噪聲以及光線變化情況所產(chǎn)生的影響進(jìn)行消除，保障目標(biāo)檢測(cè)更加具有精準(zhǔn)性。

現(xiàn)階段，針對(duì)電力系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法的研究與分析，已經(jīng)相對(duì)較為理想，能夠充分滿足人們的基本需求。而在實(shí)際開(kāi)展運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的過(guò)程中，實(shí)際場(chǎng)景當(dāng)中的光線明暗、目標(biāo)間遮擋都會(huì)對(duì)最終的目標(biāo)檢測(cè)準(zhǔn)確性產(chǎn)生十分不利的影響。針對(duì)此問(wèn)題，本文分析了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法。第一，通過(guò)Canny邊緣檢測(cè)算子的應(yīng)用，改進(jìn)經(jīng)典三幀差分法[1]。第二，對(duì)于檢測(cè)結(jié)果同基于混合高斯背景模型減除法的檢測(cè)結(jié)果相或，為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)方法奠定良好基礎(chǔ)。而通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)方法的開(kāi)展，能夠有效驗(yàn)證此種改進(jìn)算法，在電力監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)是否具有良好的有效性以及實(shí)用性。

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法分析

本文所分析的改進(jìn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法主要包含兩個(gè)方面。首先，應(yīng)用Canny邊緣檢測(cè)算子，改進(jìn)經(jīng)典三幀差算法，進(jìn)而將運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的完成輪廓提取出來(lái)。其次，融合改進(jìn)算法和背景減除法。

2.1 改進(jìn)三幀差分法

在對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)之后，經(jīng)典三幀差分法雖然能夠?qū)τ谔崛〕銎渲写嬖诘倪\(yùn)動(dòng)目標(biāo)輪廓，但是在提出輪廓之后，仍然存在著運(yùn)動(dòng)目標(biāo)輪廓不清晰的情況。而針對(duì)經(jīng)典三幀差算法當(dāng)中存在的局限性，可以通過(guò)應(yīng)用Canny邊緣檢測(cè)算子進(jìn)行改進(jìn)。

（1）應(yīng)用經(jīng)典三幀差分法獲取兩張差分圖像，分別為：dk（x，y），dk+1（x，y）。（2）通過(guò)差分圖像灰度平均值圖像的計(jì)算，為Gk（x，y），對(duì)于閾值T進(jìn)行合理選擇，然后在對(duì)閾值進(jìn)行相應(yīng)分割，最終得到二值圖像Bk1（x，y）。（3）對(duì)于前2幀視頻圖像進(jìn)行相應(yīng)依次分析，然后在應(yīng)用Canny邊緣進(jìn)行適當(dāng)提取，最終得到2張邊緣圖像Ck-1（x，y）和Ck（x，y）。（4）對(duì)于兩種邊緣圖像邏輯異或運(yùn)算，從而得出相應(yīng)的異或圖像XK（x，y）。（5）將異或圖像同二值圖像進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，并且對(duì)于運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行膨脹以及腐蝕等相應(yīng)形態(tài)學(xué)處理，最終得到目標(biāo)輪廓Ck（x，y）。

經(jīng)過(guò)改進(jìn)的三幀差分法，雖然其提取出來(lái)的目標(biāo)輪廓較為完整、清晰，但是此種改進(jìn)算法仍然具有一定的問(wèn)題與不足，雖然最終所檢測(cè)出來(lái)的目標(biāo)結(jié)果會(huì)存在一定的空洞情況[2]。由此，就可以在對(duì)算法改進(jìn)的基礎(chǔ)上，充分融合背景減除法，最終為實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)提供有利條件。

2.2 對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)

對(duì)于傳統(tǒng)幀間差分法來(lái)講，雖然只能夠?qū)τ谶\(yùn)動(dòng)目標(biāo)的大體輪廓進(jìn)行提取，同時(shí)背景減除法的應(yīng)用，也較為依靠建立理想模型，由此，針對(duì)此算法存在的缺點(diǎn)，為了進(jìn)一步提高目標(biāo)檢測(cè)方法所具有的準(zhǔn)確性以及完善性，消除緩解單獨(dú)使用這兩種方法的缺點(diǎn)，就可以提出改進(jìn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法。

3 實(shí)例分析

對(duì)于改進(jìn)之后的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法進(jìn)行分析，判斷其是否具有良好的有效性，本文舉例分析，如：某電廠10kV配電室當(dāng)中的一段視頻就行分析。

本文所舉例的仿真實(shí)驗(yàn)開(kāi)展背景條件為，Window10操作系統(tǒng)與Microsoft Visual Studio2013開(kāi)發(fā)環(huán)境下。主要的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包含多個(gè)方面內(nèi)容，如：經(jīng)典三偵差分法、應(yīng)用Canny邊緣檢測(cè)算子改進(jìn)的三幀差分法、改進(jìn)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法等，對(duì)于電廠所提供的測(cè)試視頻進(jìn)行處理分析，提取出其中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)[3]。具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

對(duì)于圖1的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析之后，可以最終得出，在使用經(jīng)典三幀差分法之后，就可以將視頻當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行有效提取，觀察到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的大體輪廓。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)應(yīng)用Canny邊緣檢測(cè)算子，改進(jìn)了經(jīng)典三幀差分法，從而對(duì)于經(jīng)典三幀差分法當(dāng)中存在的局限性，針對(duì)部分運(yùn)動(dòng)過(guò)慢或者過(guò)快的物體，可能最終的檢測(cè)結(jié)果存在邊緣不清晰的情況，而改進(jìn)之后，則能夠完整清晰的提取出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的輪廓。而將改進(jìn)后的三幀差分法同基于混合高斯模型背景減除進(jìn)行有效融合，不僅僅能夠有效解決三幀差分法當(dāng)中存在的局限性進(jìn)行有效彌補(bǔ)，還能夠有效解決傳統(tǒng)混合高斯模型當(dāng)中存在的適應(yīng)性差的特點(diǎn)。根據(jù)相關(guān)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，對(duì)于改進(jìn)之后的算法，不僅能夠更加滿足復(fù)雜環(huán)境的要求，還能夠準(zhǔn)確提取出電力監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中存在的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，為后續(xù)電力安全防護(hù)系統(tǒng)工作的開(kāi)展奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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Research on Moving Target Detection Algorithm in Power Monitoring System

SUN Rong-rong1， LI Qing1， ZHANG Guo-chang2

（1.Shenzhen Power Supply Bureau Co.， Ltd.， Shenzhen? Guangdong? 518048;

2.Shenzhen Kangtuopu Information Technology Co.， Ltd.， Shenzhen? Guangdong? 518034）

Abstract：This paper discusses the meaning of moving target detection algorithm in power monitoring system， analyzes the target detection algorithm， and studies the example of the target detection algorithm.

Key words：power monitoring system; moving object detection algorithm; power enterprise