专利名称：基于clg和avs的无人值守变电站监控视频的去隔行方法
技术领域：
本发明涉及的是一种电力行业无人值守变电站监控方法的技术范畴，具体涉及的是一种基于CLG和AVS的无人值守变电站监控视频的去隔行方法。
背景技术：
国家电网公式在2009年提出了建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有自动化、信息化、互动化特征的坚强智能电网。无人值守变电站在智能电网的体系中是一个非常重要的组成部分。在无人值守变电站中，通过视频监控、图像处理等信息技术的应用，实现用户对前端无人或少人值守系统的综合监控和集中管理，利用现有的网络对前端的图像、环境、设备运行状态、门禁、周界防范等进行有效的监控和管理，大幅度提高了对前端监控的实时性、有效性，降低了人员及管理成本。
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限于现有网络条件，无人值守变电站中的视频监控主要使用基于NTSC(NationalTelevision Standards Committee) Jk. PAL (Phase Alternating Line)制式的标清隔行扫描摄像头，10801制式的高清隔行扫描摄像头也有一定程度的应用，其缺点是在监控画面中物体运动或者摄像头转动时，画面会出现梳齿现象严重、边缘不够平滑、编码后码流画面质量较差及码率偏大等问题，对视频监控效果造成影响。另外，视频监控既要监视变电站内变压器、断路器等重要运行设备的外观状态，又要实现变电站防盗自动监控，进行周界、室内、门禁的报警及安全布控，对实时性和画面的质量都有着较高的要求；这些都需要使用合适的去隔行技术。运动估计是现有去隔行技术中的核心内容，具体可分为四类块匹配算法、相平面相关性算法、光流算法和贝叶斯算法。其中，块匹配算法在四类中应用最广，能满足一定的实时性要求，但检测运动画面时会出现伪影的现象。而相平面相关性算法的计算复杂度太大，光流法的优点在于光流不仅携带了运动物体的运动信息，而且还携带了有关景物三维结构的丰富信息，它能够在不知道场景的任何信息的情况下，检测出运动对象，但该方法有一定的计算复杂度，且在遮挡性、多光源条件下较难求解出正确的光流场；此外，贝叶斯算法在没有额外的辅助插值的情况下性能较差。因此，上述四种方法，由于时间域和空间域的关联比较差，难以得到准确的运动估计结果，交错编码存在计算复杂度高，效率低的问题。传统的交错立体视频性能评估框架如图I所示，分别计算比较了交错和渐进视频的峰值信噪比(PSNR)，其是与跟渐进视频比较计算出来的峰值信噪比，而不是采用的原始影像的对比，由于采用了不同的标杆交错视频和渐进视频，其性能评估的精度低，结果不太令人信服。
发明内容
为克服现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种基于CLG和AVS的无人值守变电站监控视频的去隔行方法，消除了去隔行效果的主观性影响，提高了运动估计的可靠性和编码效率，确保了视频的实时性和清晰度。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现基于CLG和AVS的无人值守变电站监控视频的去隔行方法，其特征在于，其方法步骤包括(1)模式划分步骤；将输入的监控视频原始图像进行模式划分；(2)运动估计步骤；模式划分后的一部分监控视频原始图像进入混合光流法(CLG)运动估计处理，其另一部分进行AVS (Audio Video coding Standard,音视频编码标准)基于块的运动估计处理；(3)运动估计校正步骤；经混合光流法运动估计以及AVS基于块的运动估计处理后的监控视屏图像经运动补偿后重构出去隔行的视频，即输出为计算机屏幕上的去隔行监控视频。进一步的，在所述模式划分步骤中，根据像素运动变化大小将监控视频原始图像划分为像素运动变化小的平滑块和像素运动变化大的非平滑块，所述平滑块通过AVS基于块的运动估计模块，非平滑块通过混合光流法运动估计模块处理混合光流法运动估计模块处理。进一步的，在所述模式划分步骤中，该模式划分为平滑块和非平滑块的方法是将每帧图像分成8X8的小块后，然后将该选定块中的每一个像素和该块的灰度平均值之差的绝对值相加求和，若该求和值越趋近于零，则该块为平滑块；反之，则该块为非平滑块。进一步的，所述混合光流算法运动估计处理方法为首先，将监控视频原始图像进行预滤波处理，去除潜在的噪声影响；然后，采用混合光流法计算光流矢量。进一步的，所述预滤波处理的方法是将很短时间内的这一小段视频序列称为一个分段，对于时间T1和T2间的两个分段，通过公式(I)进行光照预滤波，得到第t帧的预滤波灰度 U(X, y, t)；
权利要求
1.基于CLG和AVS的无人值守变电站监控视频的去隔行方法，其特征在于，其方法步骤包括(1)模式划分步骤；将输入的监控视频原始图像进行模式划分；(2)运动估计步骤；模式划分后的一部分监控视频原始图像进入混合光流法运动估计处理，其另一部分进行AVS基于块的运动估计处理；(3)运动估计校正步骤；经混合光流法运动估计以及AVS基于块的运动估计处理后的监控视屏图像经运动补偿后重构出去隔行的视频，即输出为计算机屏幕上的去隔行监控视频。
2.根据权利要求I所述的基于CLG和AVS的无人值守变电站监控视频的去隔行方法，其特征在于，在所述模式划分步骤中，根据像素运动变化大小将监控视频原始图像划分为像素运动变化小的平滑块和像素运动变化大的非平滑块，所述平滑块通过AVS基于块的运动估计模块，非平滑块通过混合光流法运动估计模块处理混合光流法运动估计模块处理。
3.根据权利要求2所述的基于CLG和AVS的无人值守变电站监控视频的去隔行方法，其特征在于，在所述模式划分步骤中，该模式划分为平滑块和非平滑块的方法是将每帧图像分成8X8的小块后，然后将该选定块中的每一个像素和该块的灰度平均值之差的绝对值相加求和，若该求和值越趋近于零，则该块为平滑块；反之，则该块为非平滑块。
4.根据权利要求I或3所述的基于CLG和AVS的无人值守变电站监控视频的去隔行方法，其特征在于，所述混合光流算法运动估计处理方法为首先，将监控视频原始图像进行预滤波处理，去除潜在的噪声影响；然后，采用混合光流法计算光流矢量。
5.根据权利要求4所述的基于CLG和AVS的无人值守变电站监控视频的去隔行方法，其特征在于，所述预滤波处理的方法是将很短时间内的这一小段视频序列称为一个分段，对于时间T1和T2间的两个分段，通过公式(I)进行光照预滤波的第t帧的预滤波灰度u(x, y, t)； (1)
6.根据权利要求4所述的基于CLG和AVS的无人值守变电站监控视频的去隔行方法，其特征在于，所述混合光流法的计算公式为
7.根据权利要求I或3所述的基于CLG和AVS的无人值守变电站监控视频的去隔行方法，其特征在于，在所述AVS基于块的运动估计处理中，基于块的运动估计计算公式SAD为
8.根据权利要求I所述的基于CLG和AVS的无人值守变电站监控视频的去隔行方法，其特征在于，所述去隔行方法还包括所述去隔行监控视频的性能评估方法，该性能评估方法为首先，一部分原始交错视屏经过权利要求1-8任意一项所述的去隔行方法后经渐进视屏、渐进视屏、渐进编码、重构后的渐进视屏、二次交错编码、新交错视频、再计算交错的峰值信噪比；最后，原始交错视屏直接与计算交错的峰值信噪比进行比对。
全文摘要
本发明公开的是一种基于CLG和AVS的无人值守变电站监控视频的去隔行方法，其方法将输入的监控视频原始图像进行模式划分；模式划分后的一部分监控视频原始图像进入混合光流法运动估计处理，其另一部分进行AVS基于块的运动估计处理；经混合光流法运动估计以及AVS基于块的运动估计处理后的监控视屏图像经运动补偿后重构出去隔行的视频，即输出为计算机屏幕上的去隔行监控视频。本发明通过基于CLG和AVS的监控视频去隔行的方法，提高运动估计的可靠性和编码效率，保证处理后视屏的清晰度和实时性；而且去隔行方法具有很高的实用性，具有高度的可扩展性，可以通过相应模块的升级来快速部署，能够很好的满足变电站的视频监控要求。
文档编号H04N7/18GK102946523SQ20121042745
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者王翀, 崔恒志, 丁正阳, 缪巍巍, 赵俊峰 申请人:江苏省电力公司信息通信分公司, 江苏省电力公司, 国家电网公司