专利名称：一种基于视频差异分析的输电线路杆塔防盗监控方法
技术领域：
本发明属于视频图像处理及输电线路在线监测技术领域，涉及一种输电线路杆塔防盗监控方法，具体涉及一种基于视频差异分析的输电线路杆塔防盗监控方法。
背景技术：
国内大部分农村及边远地区相继通电后，杆塔大多是在野外，缺乏专人看护，给一些不法分子可乘之机。很多地区发生了架空高压电线及户外电力变压器内的铜芯、接地线、 接地引线下的圆钢、角钢等被盗案件。作为电力工业发展的物质基础，高压电力线的频繁被盗，给电力部门和广大用户带来重大经济损失。为了有效震慑罪犯，杜绝盗窃电力设施的频发，就必须研发出有效的输电线路防盗报警系统。近年来，国内外研发了诸多新型的杆塔防盗报警系统，如微波感应式防盗系统、基于加速度传感器防盗系统、基于振动传感器和雷达探测器的防盗系统、感应式防盗系统等，这些系统的系统构成基本相似，整个系统由检测分机、监控中心、巡检人员组成。在每个基杆塔上安装一台检测分机，检测分机由前端传感器部分和单片机或DSP处理部分组成，检测杆塔周围移动物体的状态信息或收集杆塔收到振动的信息，必要时使用声光报警来警告罪犯。监控中心主机监护软件处于后台工作模式，当接收到某基杆塔发送来的信息时，激活监护软件，监控人员通过了解短信内容，确定被盗信息，及时告知巡检人员。而此方法需要很多传感器，结构复杂，系统安装上比较麻烦，处理过程也比较复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于视频差异分析的输电线路杆塔防盗监控方法，解决了现有杆塔防盗报警系统结构复杂、安装麻烦、处理过程复杂的问题。本发明所采用的技术方案是，一种基于视频差异分析的输电线路杆塔防盗监控方法，具体按照以下步骤实施步骤1 通过摄像头采集输电线路视频信号，将采集到的输电线路视频信号通过视频服务器传送到监控中心；监控中心从视频流中截取需要监视的输电线路的数字图像， 得到监视的目标图像；步骤2 对步骤1得到的监视的目标图像采用邻域平均法进行预处理；步骤3 对步骤2得到的预处理后的图像采用混合高斯法进行建模，生成背景图像；步骤4 待步骤3的背景图像生成后，采用背景差分法对当前帧中的运动目标进行分割，实现目标检测；步骤5 采用支持矢量机的方法对步骤4得到的目标检测后的图像进行运动目标识别，得到主要监测目标对象；步骤6 对步骤5得到的目标识别后的图像进行目标跟踪，确定目标对象是否有行窃行为。
本发明的特点还在于，其中步骤2中的邻域平均法进行预处理，具体按照以下步骤实施在图像空间，假定有一副NXN个像素的原始图像f(x，y)，用邻域内几个像素的平均值去代替图像中的每一个像素点值的操作，经过平滑处理后得到一副图像g(X，y)
权利要求
1.一种基于视频差异分析的输电线路杆塔防盗监控方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施步骤1 通过摄像头采集输电线路视频信号，将采集到的输电线路视频信号通过视频服务器传送到监控中心；监控中心从视频流中截取需要监视的输电线路的数字图像，得到监视的目标图像；步骤2 对步骤1得到的监视的目标图像采用邻域平均法进行预处理；步骤3 对步骤2得到的预处理后的图像采用混合高斯法进行建模，生成背景图像；步骤4 待步骤3的背景图像生成后，采用背景差分法对当前帧中的运动目标进行分割，实现目标检测；步骤5 采用支持矢量机的方法对步骤4得到的目标检测后的图像进行运动目标识别， 得到主要监测目标对象；步骤6 对步骤5得到的目标识别后的图像进行目标跟踪，确定目标对象是否有行窃行为。
2.根据权利要求1所述的基于视频差异分析的输电线路杆塔防盗监控方法，其特征在于，所述的步骤2中的邻域平均法进行预处理，具体按照以下步骤实施在图像空间，假定有一副NXN个像素的原始图像f(x，y)，用邻域内几个像素的平均值代替图像中的每一个像素点值的操作，经过平滑处理后得到一副图像g(x，y)g (x，Σ f (m' η)，M (m, n)eS式中x，y = 0，1，2，...，N-1 ；S为(x，y)点领域中点的坐标的集合，但其中不包括(x， y)点；M为集合内坐标点的总数。
3.根据权利要求1所述的基于视频差异分析的输电线路杆塔防盗监控方法，其特征在于，所述的步骤3中采用混合高斯法进行建模，具体按照以下步骤实施使每一个像素的灰度值用K个高斯分布描述，K值取3 5，K值的大小取决于计算机内存及对算法的速度要求，K值越大，处理灰度变化的能力越强，相应所需的处理时间也就越长，定义像素点灰度值用变量Xt表示，其概率密度函数可用如下K个三维高斯函数表示式中ω i,t为第i个高斯分布在t时刻的权重，且有I^li=I，η (Xt, μ^,Σ ^t) ^t1=1时刻的第i个高斯分布，其均值为U i,t，协方差为Σ i,t，J_ 2-eι/ .Σ1^ufZij(Xt-Mu)7Ika t, Mht, ) = ~n — 1/2 e(2π)2,t式中，i = 1，. . .，K ;n表示Xt的维数，R、G、B三个通道相互独立，并有相同的方差，则 2— 2, η’ / =有Σ, - Σ, σ2/，σ2表示方差，I表示单位阵。^^iJ — ^Wi ι i
4.根据权利要求1所述的基于视频差异分析的输电线路杆塔防盗监控方法，其特征在于，所述的步骤4中采用背景差分法对当前帧中的运动目标进行分割，实现目标检测，具体按照以下步骤实施首先设4为背景图像，fk为当前帧图像，差分图像为Dk，则
5.根据权利要求1所述的基于视频差异分析的输电线路杆塔防盗监控方法，其特征在于，所述的步骤5中采用支持矢量机的方法对步骤4得到的目标检测后的图像进行运动目标识别，具体按照以下步骤实施a.线性可分情形空间中线性判别函数的一般形式g(x，y) = ω^+b，分类面方程是c^x+b = 0，将判别函数进行归一化，使两类所有样本都满足Ig(X) I ^ 1，此时离分类面最近的样本的Ig(X) =1，要求分类面对所有样本都能正确的分类，就是要求它满足
6.根据权利要求1所述的基于视频差异分析的输电线路杆塔防盗监控方法，其特征在于，所述的步骤6中对步骤5得到的目标识别后的图像进行目标跟踪，具体按照以下步骤实施1)在视频序列图像中检测新的运动目标和运动区域；2)对新检测的运动目标进行分割；3)提取新运动目标的特征，并建立目标匹配模板；4)用预测模型预测目标在下一时刻可能出现的位置，确定下一时刻目标的搜索范围；5)用前一时刻的目标模板在预测的搜索范围进行匹配搜索，寻找最佳匹配位置；6)利用匹配到的目标图像，修正被跟踪目标的模板数据，交替重复上述过程。
全文摘要
本发明公开的一种基于视频差异分析的输电线路杆塔防盗监控方法，通过摄像头采集输电线路视频信号，将采集到的输电线路视频信号通过视频服务器传送到监控中心；监控中心从视频流中截取需要监视的输电线路的数字图像，得到监视的目标图像；采用邻域平均法进行预处理；采用混合高斯法进行建模，生成背景图像；采用背景差分法对当前帧中的运动目标进行分割，实现目标检测；采用支持矢量机的方法进行运动目标识别，得到主要监测目标对象；目标跟踪，确定目标对象是否有行窃行为。本发明监控方法，通过对人体与非人体等的检测、识别、跟踪确定是否有人想要实施盗窃电线、塔材等，并及时报警，设备简单、经济。
文档编号G06K9/00GK102254394SQ20111014429
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者李文静, 陶保震, 黄新波 申请人:西安工程大学