近年來，視頻監(jiān)視系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于保安，交通，樓宇，工業(yè)等各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，在一定程度上提高了自動(dòng)化水平，但絕大多數(shù)應(yīng)用中，僅局限于一般的人工交互式監(jiān)視。眾所周知，人眼有主觀性，易疲勞的弱點(diǎn)，特別是長(zhǎng)時(shí)間觀察視頻圖像，不但對(duì)操作人員的視力會(huì)有損害，而且有情況時(shí)，圖像也不易發(fā)現(xiàn)，即使采用長(zhǎng)時(shí)間錄像機(jī)進(jìn)行錄像方式來彌補(bǔ)，也存在成本高的問題，同時(shí)失去了時(shí)實(shí)監(jiān)視的意義。采用機(jī)器視覺技術(shù)是解決上述問題的方案之一。

    在電力系統(tǒng)開關(guān)站要求對(duì)電纜接頭的溫升進(jìn)行監(jiān)視，防止接頭處因質(zhì)量或老化的原因，導(dǎo)致接觸電阻變大，或因電流大，使電纜接頭溫度過高，毀壞電纜接頭，達(dá)到消除事故隱患的目的。在需檢測(cè)的接頭部位，安裝無源的熱傳感器。熱傳感器機(jī)理類似于熱繼電器，采用雙金屬片作溫度檢測(cè)單元，當(dāng)溫度超過閾值，雙金屬片變形后，使扣子脫開，熱傳感器在彈簧的作用下展開，露出內(nèi)面的紅色標(biāo)，表示警示狀態(tài)。視頻監(jiān)視系統(tǒng)通過觀察這些熱傳感器的狀態(tài)來達(dá)到判定電纜接頭是否正常工作。

    1. 前端設(shè)備

    前端采用一體化彩色攝像機(jī)NMD100P，內(nèi)置全方位云臺(tái)，帶自動(dòng)光圈8倍變焦鏡頭，云臺(tái)鏡頭具有32個(gè)可預(yù)置點(diǎn)。云臺(tái)鏡頭控制速度微10級(jí)可調(diào)，云臺(tái)水平速度最大可達(dá)90度/s，采用RS422接口進(jìn)行控制。由于室外應(yīng)用，另加室外半球防護(hù)罩。切換控制系統(tǒng)采用自行研制的帶RS485接口的視頻切換矩陣。

    2. 機(jī)器視覺

    機(jī)器視覺檢測(cè)相當(dāng)于視頻監(jiān)視系統(tǒng)的一個(gè)分控點(diǎn)，自動(dòng)定時(shí)發(fā)出切換命令，將特定攝像機(jī)的視頻信號(hào)切換過來，發(fā)送控制命令，將攝像機(jī)運(yùn)行到預(yù)置位，通過MCI命令捕獲圖像，自動(dòng)存為BMP格式(320*240)，自動(dòng)分析圖像，判定是否告警，并將告警信息存儲(chǔ)，然后以其他方式通知管理人員及時(shí)處理。

    3. 視頻檢測(cè)原理

    視頻檢測(cè)，首先捕獲視頻圖像，存為靜態(tài)的BMP位圖文件，然后分析BMP圖片額定為止的圖像是否為紅色，特定位置參數(shù)由數(shù)據(jù)文件讀出，也可修改后寫入數(shù)據(jù)文件。

    4. BMP圖像檢測(cè)位置RGB數(shù)據(jù)的獲取

    BMP格式圖像文件是一種通用的圖像文件，在速度和質(zhì)量折中，系統(tǒng)軟件設(shè)定圖像采集卡獲取320*240的24 位BMP圖像，其文件結(jié)構(gòu)如下(僅列出需用到的數(shù)據(jù))。

    對(duì)應(yīng)一幅圖像，位圖數(shù)據(jù)從36H位置開始，對(duì)應(yīng)地由左到右，由下到上次序以BGR排列，每個(gè)色彩分量數(shù)值從00 H到FFH。

    5. 告警信號(hào)(紅色)的判定

    根據(jù)Eb，Eg，Er值，按亮度公式求亮度信號(hào)值Ey:

    Ey=0。299Er+0。587Eg+0。114Eb

    紅色判定實(shí)質(zhì)上是對(duì)紅分量值在亮度值所占的比例數(shù)值是否達(dá)到閾值進(jìn)行判定。

    運(yùn)算方法如下:

    E_col=Er/(Ey+0。1) 注:+0。1防止Ey=0時(shí)溢出。

    判別E_col是否大于閾值(1。5)，大于閾值判該點(diǎn)為紅，小于閾值判該點(diǎn)為非紅。由于僅一點(diǎn)判定容易誤判。為提高抗干擾性，使用程序在點(diǎn)(X_pstion，Y_pstion)上下，左右各取2點(diǎn)(水平5點(diǎn)，垂直5點(diǎn)，共10點(diǎn)組成一個(gè)小十字)共同進(jìn)行判定，并定義一個(gè)整型數(shù)E_power作為加權(quán)數(shù)。

    當(dāng)判為紅點(diǎn)時(shí)

    E_power=E_power+255

    當(dāng)判為非紅點(diǎn)時(shí)

    E_power=E_power+0

    上述過程結(jié)束后，再對(duì)E_power進(jìn)行判定，是否大于閾值(1500)，大于閾值判該區(qū)域?yàn)榧t，即告警。通過二次判定能保證測(cè)試有效可靠。這里為保證簡(jiǎn)單，不考慮10個(gè)點(diǎn)的位置加權(quán)系數(shù)。調(diào)節(jié)閾值可改變判定的靈敏度及抗干擾特性。

    亮度低于一定數(shù)值，人眼無法判定顏色。攝像機(jī)也一樣，軟件中對(duì)亮度值作判定，總體亮度低于某一閾值，開啟輔助照明。

    6. 初始化和檢測(cè)位置的確定

    軟件初始化即建立一個(gè)運(yùn)行環(huán)境，包括:

    (1)建立BMP模板子目錄;

    (2)建立BMP模板，320*240圖片文件pic00。bmp，pic01。bmp…。;

    (3)設(shè)定檢測(cè)位置，建立數(shù)據(jù)文件;

    檢測(cè)位置通過交互方式設(shè)定，這是軟件的一個(gè)功能模塊，操作步驟如下:

    (1)選擇某一路視頻信號(hào)m;

    (2)控制云臺(tái)，調(diào)節(jié)鏡頭，獲得合適圖像;

    (3)設(shè)置作為漁歌預(yù)置點(diǎn)n，軟件自動(dòng)捕獲PICmn。bmp圖像;

    (4)將檢測(cè)功能使能檢測(cè)位置[初始為(5。5)]出現(xiàn)小十字標(biāo)記;

    (5)移動(dòng)水平，垂直滾動(dòng)條，移動(dòng)小十字標(biāo)記到需檢測(cè)的位置。

    (1)，(2)，(3)為計(jì)算機(jī)對(duì)外圍設(shè)備發(fā)出以系列串行控制命令，如發(fā)送Move Left，Move Right，Stop Pan，控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng);發(fā)送Preset Position n，設(shè)置預(yù)置點(diǎn)n。

    7. 小十字標(biāo)記產(chǎn)生及移動(dòng)的方法

    引入小十字標(biāo)記，使檢測(cè)位置的確定十分方便明了。將PICmn。bmp圖像復(fù)制，產(chǎn)生PICtmp。bmp圖像;運(yùn)算產(chǎn)生檢測(cè)位置(X_pstion，Y_pstion)及上下左右各2點(diǎn)在PICtmp。bmp文件中的位置，并寫入255; PICtmp。bmp顯示時(shí)，即出現(xiàn)白色的小十字標(biāo)記。

    移動(dòng)水平，垂直滾動(dòng)條時(shí)，先清除PICtmp。bmp的小十字標(biāo)記，將圖片文件PICmn。bmp檢測(cè)位置(X_pstion， Y_pstion)及上下左右各2點(diǎn)的數(shù)據(jù)讀出，對(duì)應(yīng)寫入PICtmp。bmp， PICtmp。bmp即恢復(fù)原始狀態(tài)。改寫檢測(cè)位置(X_pstion， Y_pstion)，在新的檢測(cè)位置重新標(biāo)記，再次將PICtmp。bmp顯示，即達(dá)到移動(dòng)小十字標(biāo)記的目的。

    8. 系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際效果

    本視頻視覺系統(tǒng)實(shí)質(zhì)是對(duì)特定位置的顏色的判定，在>3Lx的環(huán)境下，白天自然光，夜間采用碘鎢燈照明，均能準(zhǔn)確判別。可靠性，穩(wěn)定性較高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，大大提高了視頻監(jiān)視系統(tǒng)的水平。
機(jī)器視覺是一個(gè)龐大復(fù)雜的課題。這里僅取顏色特征作為視覺依據(jù)，避開了復(fù)雜的模式識(shí)別，因而簡(jiǎn)單可靠易行，適用于類似的色塊特征識(shí)別應(yīng)用中。