[发明专利]变电站二次保护设备运行状态的视频图像识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能视频监控技术，尤其涉及变电站二次保护设备运行状态的视频图像识别方法。

背景技术

随着计算机和网络技术的不断发展，视频监控系统正从模拟时代向数字化、网络化和智能化方向过渡。

智能视频监控技术包含对视频信号的分析和运动目标模式的识别和理解。对视频信号的分析，如对动态目标检测和跟踪，是构建智能视频监控系统的基础；智能监控的中心内容是对运动目标模式的理解，特别是目标的识别和分类，如颜色识别、异常行为检测与鉴别、场景理解等。

    在电力系统领域的智能视频监控技术中，面向变电站二次保护设备运行状态的监控技术还很不成熟,目前绝大多数变电站均无法自动识别二次保护柜的压板开关状态、空气开关状态、以及信号灯颜色状态。随着电力系统的网络化和智能化发展，保护设备运行状态的监控和识别技术显得越来越重要, 这方面的应用需求也将越来越广泛。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是根据上述需求提供变电站二次保护设备运行状态的视频图像识别方法，以识别出视频图像中压板开关、空气开关和信号灯颜色状态。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种变电站二次保护设备运行状态的视频图像识别方法，对变电站二次保护设备中的压板开关状态、空气开关状态和信号灯状态进行识别；

压板开关状态识别的实现方式为，设定包含多个压板开关的标准视频图像帧集合，从中选择若干状态样本，状态样本包括开状态样本和关状态样本；利用标准视频图像帧集合对所有状态样本进行识别训练，获得识别参数；根据识别参数，采用haar特征提取对视频图像进行预处理，得到含有所有压板开关的图像帧；采用haar特征提取，对图像帧进行粗略识别，获得初始的压板开关状态区域；采用连通区域分类方法对初始的压板开关状态区域内含有的误匹配区域进行细致识别，获得准确的压板开关状态区域；根据轮廓检测方法对准确的压板开关状态区域进行细致识别，获得准确匹配的压板开关的开状态或关状态；

空气开关状态识别的实现方式为，对视频图像进行预处理，获得含有所有空气开关的图像帧；对图像帧进行粗略识别，获得初始的空气开关状态区域；对初始的空气开关状态区域进行筛选和定位得到定位区域；对定位区域进行判断开关状态，获得空气开关的开状态或关状态；

信号灯状态识别的实现方式为，对视频图像进行预处理，获得含有所有信号灯的图像帧；对图像帧进行粗略识别，获得感兴趣区域；对感兴趣区域进行细致识别，获得信号灯颜色状态。

而且，所述预处理包括背景建模、状态区域检测及区域分割；所述背景建模，包括采用混合高斯模型，建立视频图像的背景；所述状态区域检测，包括采用差分或者图像形态学，根据所述背景建模所建立的背景，在视频图像中检测出状态区域。

而且，空气开关状态识别时，利用轮廓检测方法对图像帧进行粗略识别，获得初始的空气开关状态区域；采用筛选定位轮廓方法对初始的空气开关状态区域进行筛选和定位得到定位区域；在HSV颜色空间内通过颜色直方图方法对定位区域进行判断开关状态。

而且，信号灯状态识别时，利用亮度过滤和圆形轮廓逼近的进行粗略识别，获得感兴趣区域；利用信号灯定位和颜色识别方法对所述感兴趣区域进行细分识别。

而且，利用RGB值通道过滤方法实现信号灯定位和颜色识别，获得信号灯颜色状态。

由于不同的颜色空间上获得的数据对不同的视频图像背景光照具有不同的识别效果，本发明技术方案的各种实施方式采用了分层分类技术，使用本发明技术方案的各种实施方式应用广泛，比如静止视频图像或运动视频图像，均为电力自动化和电力网络化提供了新的途径。与现有技术相比，本发明技术方案适用移动摄像设备，实现方便。

附图说明

    图1是本发明实施例的压板开关状态识别流程示意图；

    图2是本发明实施例的空气开关状态识别流程示意图；

    图3是本发明实施例的信号灯状态识别流程示意图；

    图4是本发明实施例的压板开关状态识别模块结构示意图。

具体实施方式   

二次设备运行状态监控和识别技术在电力智能监控、电力自动化等方面有着重要的作用，在视频序列中寻找开关及其状态，并对其进行认定和分类。以下结合附图和实施例详细说明本发明技术方案。本发明对变电站二次保护设备中的压板开关状态、空气开关状态和信号灯状态进行识别，实施例的具体实现如下：