賴德炎

摘 ?要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電站的視頻監(jiān)控的難度逐步顯現(xiàn)，為了解決這個(gè)問題，文章引入智能視頻濃縮和檢索的技術(shù)應(yīng)用方案，從中探討和重點(diǎn)研究了該如何實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)方案，針對(duì)智能視頻濃縮和檢索技術(shù)在電站中的整體應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了科學(xué)的計(jì)算與分析。

關(guān)鍵詞：電站監(jiān)控;智能視頻;檢索技術(shù);應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：TM764 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2015）36-0068-02

1 ?概 ?述

眾所周知，電力是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱一樣，電力整個(gè)行業(yè)有著很多無人值守的變電站與電器的設(shè)施設(shè)備需要進(jìn)行管理查看與維護(hù)。伴隨著電力部門網(wǎng)絡(luò)的全面進(jìn)步發(fā)展和進(jìn)步，各電站均實(shí)現(xiàn)了無人看守，在監(jiān)控的路數(shù)呈上升的趨勢(shì)發(fā)展，畫面的質(zhì)量不斷提高，以下的幾個(gè)方面也變得尤為重要：

①視頻傳輸：監(jiān)控路數(shù)的增多，畫面質(zhì)量的上升，代表著電力監(jiān)控中心要承擔(dān)巨大的寬帶傳輸負(fù)荷以此獲取視頻文件。

②視頻的存儲(chǔ)：雖然存儲(chǔ)設(shè)備的容量增加，其性價(jià)比也逐漸提高，但是隨著安全意識(shí)的增強(qiáng)，要求保存周期增長(zhǎng)，要怎樣有效的對(duì)視頻進(jìn)行壓縮，仍然是重要的問題。

③視頻檢索：在眾多的視頻數(shù)據(jù)中找到重要事件的變得尤為困難，檢索與查看依舊是一項(xiàng)高成本、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的工作。且易發(fā)生使人疲勞、出現(xiàn)紕漏等不利于安全的監(jiān)控現(xiàn)象。是否對(duì)視頻能夠進(jìn)行有效的壓縮和傳輸存儲(chǔ)的關(guān)鍵所在。怎樣提高視頻的檢索和瀏覽的效率，是目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一項(xiàng)首要任務(wù)。

2 ?現(xiàn)有的技術(shù)

2.1 ?視頻壓縮技術(shù)

現(xiàn)階段，變電站運(yùn)用的視頻壓縮技術(shù)，往往都是從圖像上質(zhì)量的角度，通過運(yùn)用壓縮技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼重新構(gòu)造。

以簡(jiǎn)化H.264壓縮技術(shù)為例，若同等的圖像質(zhì)量下，H.264的數(shù)據(jù)壓縮效果明顯，比DVD系統(tǒng)中運(yùn)用的MPEG-2高出2～3倍，甚至比MPEG-4還要高出1.5～2倍。在一定程度上，通過將高質(zhì)量的圖像與低質(zhì)量的圖像編碼進(jìn)行轉(zhuǎn)換，能夠適當(dāng)?shù)膶⒃曨l數(shù)據(jù)的大小進(jìn)行壓縮，但也間接的降低了視頻的清晰度，導(dǎo)致圖像信息丟失。

伴隨著高清視頻、各種多媒體技術(shù)的不斷推廣運(yùn)用，只是單純的壓縮視頻大小與視頻質(zhì)量，已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)在應(yīng)用需求。

2.2 ?視頻摘要技術(shù)

視頻摘要技術(shù)指的是通過自動(dòng)或者半自動(dòng)的方式，科學(xué)的分析視頻內(nèi)容以及視頻結(jié)構(gòu)，將提取出有利用價(jià)值的視頻部門進(jìn)行排列組合。優(yōu)秀合格的視頻摘要必須符合以下兩點(diǎn)：①時(shí)間越小越好;②信息量越大越好。

3 ?智能視頻濃縮技術(shù)和檢索技術(shù)

3.1 ?電站視頻監(jiān)控的特點(diǎn)

在現(xiàn)階段的變電站中，由于無人值守，由此導(dǎo)致視頻監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中運(yùn)動(dòng)對(duì)象數(shù)量少，或者監(jiān)控對(duì)象不發(fā)生活動(dòng)狀況，鏡頭長(zhǎng)時(shí)間固定某一畫面，有價(jià)值的信息數(shù)據(jù)相對(duì)比較少。也就是說，有效信息過少，運(yùn)動(dòng)對(duì)象數(shù)量不多，場(chǎng)景單調(diào)等等。

3.2 ?智能視頻的濃縮和檢索

針對(duì)視頻監(jiān)控特點(diǎn)， 合理分析監(jiān)控視頻的數(shù)據(jù)信息，能夠有效防止視頻監(jiān)測(cè)畫面出現(xiàn)固定狀況，以及去除無用的信息，進(jìn)而保留有利用價(jià)值的視頻信息。這樣不但能夠緩解視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)壓力，而且能夠增加視頻數(shù)據(jù)的有效性，以及提升視頻的清晰度。由于電站場(chǎng)景相對(duì)來說比較固定，而且運(yùn)動(dòng)對(duì)象數(shù)量也比較少，因此，能夠在一定的空間、密度或者時(shí)間內(nèi)，將有效的信息進(jìn)行新的規(guī)劃和組織、在濃縮后的視頻中展現(xiàn)出不同時(shí)間所發(fā)生的多個(gè)時(shí)間與對(duì)象。通過上述方式，能夠有效的去除視頻中的無用的信息，且進(jìn)行視頻重構(gòu)和視頻濃縮技術(shù)，是一種比較先進(jìn)的視頻分析、摘要和視頻中介技術(shù)，不但可以提高視頻的檢索效率，還能最大程度上壓縮視頻。視頻濃縮技術(shù)的發(fā)現(xiàn)，不僅僅是以此技術(shù)上的創(chuàng)新 ，而且對(duì)未來發(fā)展極具參考性價(jià)值。

4 ? 智能視頻濃縮和檢索的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)

關(guān)鍵幀的提取、場(chǎng)景的拼接、以及焦點(diǎn)對(duì)象提取等幾大模塊，共同組成了只能視頻濃縮技術(shù)。能夠合理利用時(shí)間軸的壓縮功能，將多余無用的視頻信息進(jìn)行非線性集合儲(chǔ)存。

4.1 ?關(guān)鍵幀提取

關(guān)鍵幀在視頻分析和檢索中扮演非常重要的角色，能夠清楚的對(duì)鏡頭中內(nèi)容進(jìn)行反映，以幀的形式進(jìn)行圖像展示。同時(shí)能夠針對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境，適當(dāng)選擇不同的措施或者技術(shù)手段，比如：基于鏡頭的手段和基于聚類的手段。

4.2 ?背景建模技術(shù)

作為視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中最為重要的技術(shù)部分，背景建模為運(yùn)動(dòng)的跟蹤與監(jiān)測(cè)提供了有力的基礎(chǔ)保證。在現(xiàn)階段的變電站中，背景建模的形態(tài)相對(duì)來說比較固定、單一，可以利用高斯模型的計(jì)算方式，最終實(shí)現(xiàn)背景建模。

4.3 ?運(yùn)動(dòng)對(duì)象的提取技術(shù)

關(guān)鍵幀的確認(rèn)工作以及提取工作完成后，然后可以進(jìn)行提取運(yùn)動(dòng)對(duì)象，進(jìn)而將背景圖像與目標(biāo)物體進(jìn)行分離。此外需要注意的是，必須對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)軌跡，以及對(duì)應(yīng)的具體時(shí)間等參數(shù)，做好記錄工作。通過對(duì)所記錄數(shù)據(jù)的科學(xué)分析，適當(dāng)提取對(duì)象，進(jìn)而有機(jī)分離對(duì)象與背景;而通過測(cè)量運(yùn)動(dòng)軌跡，利用適當(dāng)?shù)奶崛》椒?，能夠去除雜亂信息留取有效的運(yùn)動(dòng)信息。

4.4 ?對(duì)象的分類與檢索

視頻數(shù)據(jù)信息量巨大，如果僅是通過非線性的分割時(shí)間軸，并不能實(shí)現(xiàn)檢索對(duì)象的視頻信息，以及原始視頻數(shù)據(jù)的回放功能，只能單純的實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的摘要、壓縮功能。因此在當(dāng)前階段，必須通過查找關(guān)鍵字，或者樣例查詢的方式，全面收集運(yùn)動(dòng)對(duì)象的特征、時(shí)間、以及坐標(biāo)等信息，合理存放在數(shù)據(jù)庫中，最終實(shí)現(xiàn)視頻濃縮數(shù)據(jù)與關(guān)鍵幀之間的關(guān)聯(lián)。

4.5 ?智能視頻濃縮與檢索系統(tǒng)

現(xiàn)行的壓縮方式，其比率是2～5倍，但是嚴(yán)重影響硬盤空間的使用狀況，同時(shí)也會(huì)影響視頻的清晰度。若是保留變站點(diǎn)的歷史視頻，將會(huì)影響到管理工作的開展;而如果監(jiān)控中心通過備份，就會(huì)影響到專網(wǎng)的工作效率，極大程度的增加了傳輸負(fù)荷。

5 ?結(jié) ?語

智能濃縮技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方案離不開變電站的特點(diǎn)，在其它的背景相對(duì)固定、運(yùn)動(dòng)對(duì)象少的監(jiān)控系統(tǒng)中，同樣的適用。在背景移動(dòng)、運(yùn)動(dòng)對(duì)象比較少的狀況下，考慮運(yùn)用調(diào)整的局部算法，進(jìn)行背景建模，該方案依然可行。當(dāng)背景移動(dòng)、運(yùn)動(dòng)對(duì)象眾多、干擾繁多的情境下進(jìn)行視頻濃縮，是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性、并且有意義的研究工作。

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