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        高清視頻處理技術(shù)在水庫水位遠(yuǎn)程自動監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

        2018-12-31 00:00:00顧明
        水能經(jīng)濟(jì) 2018年10期

        【摘要】我國對水庫的管理工作正在不斷加強(qiáng)和創(chuàng)新,我國優(yōu)先采用高清視頻處理技術(shù),對水庫的水位進(jìn)行自動監(jiān)測,將水庫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)我國對水庫的管理力度。本文主要從高清視頻處理技術(shù)入手,對其如何實現(xiàn)水庫的水位管理的方式進(jìn)行分析,研究該技術(shù)在水庫水位遠(yuǎn)程中自動監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用情況,如何運(yùn)用各項技術(shù)模塊實現(xiàn)水位的自動監(jiān)測,以供專業(yè)人士參考。

        【關(guān)鍵詞】高清視頻;處理技術(shù);水庫水位;自動監(jiān)測系統(tǒng)

        一、自動監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成

        水庫自動監(jiān)測系統(tǒng),主要由多個系統(tǒng)板塊進(jìn)行構(gòu)成,分別實現(xiàn)不同的功能。如,用CCD攝像頭和圖像采集卡來實現(xiàn)水位情況資訊獲取的功能,用水庫水位夜光液位標(biāo)尺來測算出水庫的水位,通過電腦上的圖像處理版塊對水位圖像進(jìn)行分析,將最終的數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)庫,上傳至服務(wù)器,各個服務(wù)終端用無線連接的方式與數(shù)據(jù)服務(wù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的交流,完成整個自動監(jiān)測工作。

        在進(jìn)行水位自動監(jiān)測工作時,首先設(shè)定標(biāo)尺的目標(biāo)位置,在合適的位置上將標(biāo)尺畫出來,用夜光液位標(biāo)尺進(jìn)行測量的好處是不管什么時間點,都能測量出水位數(shù)據(jù),就算在夜晚,夜光標(biāo)尺也能有超清晰的對比度提供可視服務(wù)。將CCD攝像頭安裝在標(biāo)尺的正對面,保證攝像頭可以用平視的視角觀測到水位情況,主要通過攝像頭采集到的水位視圖來進(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)將其簡化,通過預(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,累加得出最終的坐標(biāo)像素圖;通過電腦的圖像處理軟件將水位的高度直接統(tǒng)計出來,第一時間將統(tǒng)計出來的數(shù)據(jù)輸送至數(shù)據(jù)庫中,數(shù)據(jù)庫主要負(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)測工作時,能夠啟動連接功能。通過WIFI連接的方式,將手機(jī)與服務(wù)器連接在一起,通過查詢,服務(wù)器將數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容傳輸?shù)绞謾C(jī)上,讓使用的用戶了解實時數(shù)據(jù),當(dāng)水位超過預(yù)定的安全值時,服務(wù)器就會自動報警,從本質(zhì)上減少安全隱患。

        二、高清視頻處理技術(shù)在水庫水位遠(yuǎn)程自動監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

        (一)視頻采集

        在水位監(jiān)測系統(tǒng)中,視頻采集工作相對來說是最重要的,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)庫中,用幀存儲器保存整個視頻圖像,便于進(jìn)行更深的圖像分析工作。視頻采集工作通過圖像采集卡、CCD高清攝像機(jī)和計算機(jī)這三個設(shè)備聯(lián)合進(jìn)行,共同收集視頻信息。整個圖像同時也要進(jìn)行采集,通過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,視頻信號通過服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換后傳輸給計算機(jī),整個數(shù)據(jù)保存在電腦的數(shù)據(jù)庫中。

        (二)數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)

        在整個水位監(jiān)測系統(tǒng)中,終端的應(yīng)用程序和服務(wù)器主要通過Socket通信系統(tǒng)來實現(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)專門將信息保存成數(shù)據(jù)包的格式運(yùn)輸至數(shù)據(jù)庫中,該數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容都是按照日期進(jìn)行存儲的,當(dāng)使用者相對數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分析時,輸入想查詢的日期,當(dāng)日所有的數(shù)據(jù)都能顯示出來,使用戶減少在查找數(shù)據(jù)上花費的時間,增加了用戶的工作效率。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,讓用戶掌握該水位的主要變化趨勢,更好做出相應(yīng)的改變。

        (三)無線數(shù)據(jù)傳輸

        數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容傳輸?shù)椒?wù)器后,用戶可通過無線連接的方式在移動終端上獲取數(shù)據(jù),服務(wù)器終端和移動設(shè)備之間,通過WIFI進(jìn)行無線連接,可實現(xiàn)在移動設(shè)備上實時獲取數(shù)據(jù)。安裝監(jiān)測軟件后需要根據(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,便可以實時傳輸數(shù)據(jù),各端口之間通過Socke系統(tǒng)連接在一起,各臺服務(wù)器不僅接受監(jiān)測者的命令,同時也接受使用者的命令,同步實現(xiàn)水位監(jiān)測工作。

        (四)水庫水位折線圖

        水位監(jiān)測系統(tǒng)中,為了直觀地給用戶展現(xiàn)出水位的變化,高清視頻圖像處理技術(shù)在監(jiān)測系統(tǒng)中直觀地將數(shù)據(jù)匯成了數(shù)據(jù)折線圖,用戶可以通過瀏覽規(guī)定時期的水位折線圖來對判斷水位數(shù)據(jù)的變化原因,讓用戶對水庫的水位有更充分的了解。視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)為了將水庫的水位折線圖顯示出來,專門用了四個不同的系統(tǒng)實現(xiàn)該技術(shù),首先使用了手機(jī)畫圖平臺,提供完整的圖像繪畫元素,使用onDraw () 方法直接在Canvas上將圖形繪制出來;通過數(shù)據(jù)處理軟件將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)提取出來,用文本文檔的形式將數(shù)據(jù)存儲在系統(tǒng)中,使用繪圖軟件將數(shù)據(jù)的變化通過折線圖的形式表現(xiàn)出來,使用戶有直觀的折線變換印象。最后在折線圖上設(shè)立一個標(biāo)準(zhǔn)的起始點和終點,在畫布上繪出橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo),完善圖像上的數(shù)據(jù)內(nèi)容注釋,讓用戶更直觀地獲取信息。

        (五)安全預(yù)警系統(tǒng)

        結(jié)合水庫安全分析數(shù)據(jù)對危險區(qū)域做出預(yù)警,預(yù)警信息可通過聲音、圖像和短信的方式發(fā)布,監(jiān)測軟件中對預(yù)警部位發(fā)出紅色閃爍光圈的方式預(yù)警,同時發(fā)出警報聲,通過短信貓將預(yù)警信息發(fā)送給水庫安全責(zé)任人,短信內(nèi)容包括:預(yù)警時間、危險部位、自動監(jiān)測數(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)案及時做出響應(yīng)避免出現(xiàn)安全事故。

        三、結(jié)語

        采用高清視頻處理技術(shù)對水庫水位遠(yuǎn)程實現(xiàn)自動監(jiān)測時,通過不同設(shè)備對水位監(jiān)測視頻圖像進(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,用計算機(jī)進(jìn)行資料的處理,這三個設(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)對圖像進(jìn)行處理,將圖像中水位的數(shù)據(jù)通過預(yù)處理方式得出;將檢測出來的數(shù)據(jù)直接輸送到計算機(jī)數(shù)據(jù)庫中,將每個視頻圖像的禎都進(jìn)行像素處理,將每項數(shù)據(jù)都同正常數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,提高檢測工作的準(zhǔn)確度。

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