一种变电站室外具备抗干扰能力的火焰图像识别方法技术

本发明专利技术公开了一种变电站室外具备抗干扰能力的火焰图像识别方法，首先采用高斯滤波对图像进行预处理，然后对摄像机抖动或转动现象进行识别，并对该现象行为造成的干扰进行处理，进一步采用动态特征和颜色特征取交集的方式，获取出疑似火焰特征区域，最后采用连续帧疑似区域的顶点位置特征相似性和区域运动特征的识别，排除干扰现象进行处理，并识别出火焰对象。本发明专利技术采用了多种处理方式相结合，能够最大限度降低变电站内室外环境所存在的干扰性影响，有效降低识别的误识别率，具有较高的准确性和实用性，同时，也具备广泛的环境适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站室外具备抗干扰能力的火焰图像识别方法
本专利技术涉及一种变电站室外具备抗干扰能力的火焰图像识别方法，属于变电站安防视频识别

技术介绍
变电站场所是电网安全运行的关键重要场所，变电站场所安全性是保障电网安全稳定运行的重要因素之一，针对敞开式变电站中变压器、电抗器等注油设备安装于室外场地中，尚缺乏有效探测这类注油设备是否发生了火灾的检测手段，利用变电站已建的视频监控系统，采用图像识别算法是目前行之有效的技术手段之一，采用可见光摄像机及时发现变电站场地中注油设备的火灾现象，对于及时采集措施、控制火灾影响范围具有很重要的作用，能够最大限度的减少由于设备火灾引起的经济损失。然而，由于变电站场景复杂，可能出现的干扰现象众多，采用传统的火焰颜色特征识别方法，很容易受变电站场景中出现的黄色标牌、安全帽、衣服、车辆等不同对象的影响，从而导致误报率高，而每个监控人员需要监控的变电站数量庞大，过高的误报率导致传统识别方式的适用性不强，因此，如何提高图像识别算法在变电站室外场景下的识别可靠性是该领域中的一项重要内容。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种变电站室外具备抗干扰能力的火焰图像识别方法，提高变电站室外场景下火焰图像识别的可靠性。一种变电站室外具备抗干扰能力的火焰图像识别方法，包括步骤如下：步骤S1：对获取的实时视频数据进行预处理；步骤S2：对预处理后的数据进行基于连续帧处理的摄像机抖动和转动现象识别，排除抖动和转动现象干扰；步骤S3：采用动态特征和颜色特征相结合的方式进行疑似对象识别，获取疑似区域；步骤S4：采用疑似区域的顶点位置特征相似性和区域运动特征的识别，排除环境中相似对象的干扰，并识别出火焰。优选地，所述步骤S1包括步骤如下：S11：获取变电站监控摄像机的实时视频数据；S12：对实时视频数据中的每一帧视频进行解码，对解码后的图片进行高斯滤波预处理。优选地，所述步骤S2包括步骤如下：S21：将步骤S1中处理后的图片转换为灰度图片；S22：采用前后景分离算法，提取出每一帧的前景图片，每帧前景像素取值为255，背景像素取值为0，形成前后景分离后运动对象的二值化图片；S23：将二值化图片按照平面等分为6～8个区域，计算每个区域中的像素值总和；S24；统计每个区域像素值总和大于第一预设阈值的区域个数，当区域个数大于3～4个时，将当前帧的二值化图片的像素值全部设置为0，并从下一帧图片开始重新执行前后景分离算法；S25：循环执行S21至S24。优选地，所述第一预设阈值的取值范围在0.2*255*图片宽度*图片高度/区域个数至0.3*255*图片宽度*图片高度/区域个数之间。优选地，所述步骤S3包括步骤如下：S31：新建与原始视频帧相同大小的灰度空白图片，根据步骤S1中的预处理后的图片的RGB分量值，设置空白图片中的像素值，形成颜色特征二值化图片；S32：将S2步骤中形成的动态二值化图片与S31中形成的颜色特征二值化图片进行与计算，形成疑似对象的二值化图片。优选地，所述步骤S3中的S31进一步包括：当步骤S1中的预处理后的图片的RGB分量值为R>G+20并且G>B+30时，设置空白图片中的像素值为255，否则，设置空白图片中的像素值为0。优选地，所述步骤S4包括步骤如下：S41：根据S3步骤中形成的疑似对象二值化图片，采用连通区域识别形成不同的连通区域，去除连通区域面积小于第二预设阈值的区域，去除连通区域边缘数量小于第三预设阈值的区域；S42：连续20～30帧范围内，该区域中是否连续出现连通区域，如果没有出现，则去除该区域，如果连续出现，则计算每个连通区域的顶点位置在区域水平坐标的百分比值，进一步判断连续20～30帧范围内，该百分比值是否集中在10％的范围内，如果是，则去除该区域，如果不是，则认为该区域为火焰区域。优选地，所述第二预设阈值的取值范围为50～80。优选地，所述第三预设阈值的取值范围为3～6。优选地，判断连续20～30帧范围内的区域中是否连续出现连通区域的判断规则为：在连续20～30帧范围内，当前帧中满足步骤S41中的连通区域面积、连通区域边缘数量条件的连通区域与之前的每一帧中满足步骤S41中的连通区域面积、连通区域边缘数量条件的连通区域存在区域重叠，且重叠部分需要占当前帧的连通区域的50％以上面积。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，1)本专利技术提供的一种变电站室外具备抗干扰能力的火焰图像识别方法，在变电站室外场景中，首先采用高斯滤波对图像进行预处理，然后对摄像机抖动或转动现象进行识别，并对该现象行为造成的干扰进行处理，进一步采用动态特征和颜色特征取交集的方式，获取出疑似火焰特征区域，最后采用连续帧疑似区域的顶点位置特征相似性和区域运动特征的识别，排除干扰现象进行处理，并识别出火焰对象；2)本专利技术中的方法在火焰现象的图片识别中具备可靠的抗干扰能力，能够有效规避由于摄像机抖动、转动，以及黄色标牌、安全帽、衣服、车辆等不同干扰对象引起的误识别的问题，具有较高的准确性和实用性，同时，也具备广泛的环境适应性；3)本专利技术的方法易于实现和应用，主要可以应用于变电站场景中的火焰识别应用中，对电网智能化水平的发展和提高具有一定的促进作用。附图说明图1为根据实施例的一种变电站室外具备抗干扰能力的火焰图像识别方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，一种变电站室外具备抗干扰能力的火焰图像识别方法，本方法主要对经过预处理后的图片进行三个处理步骤：基于连续帧处理的摄像机抖动和转动现象识别、采用动态特征和颜色特征相结合的疑似对象识别、疑似区域的顶点位置特征相似性和区域运动特征识别并识别出火焰。在具体实施中，首先对获取的原始数据进行高斯滤波预处理，所述的高斯滤波预处理包括：通过RTSP接口获取变电站监控摄像机的实时视频，并对每一帧视频进行解码，解码后的图片进行高斯滤波，形成预处理后的图片。所述的基于连续帧处理的摄像机抖动和转动现象识别：1)新建与原始图片相同大小的单通道空白图片，将预处理后的图片转换为灰度图片存放在空白图片中；2)采用前后景分离算法，提取出每一帧的前景图片，每帧前景像素取值为255，背景像素取值为0，形成前后景分离后运动对象的二值化图片；3)将二值化图片按照平面等分为6～8个区域，计算每个区域中的像素值总和；4)统计每个区域像素值总和大于第一预设阈值的区域个数，第一预设阈值取值范围为：(0.2*255*图片宽度*图片高度/区域个数)至(0.3*255*图片宽度*图片高度/区域个数)，当区域个数大于3～4个时，将当前帧的二值化图片的像素值全部设置为0，并从下一帧图片开始重新执行前后景分离算法。5)循环执行上述1)～4)步骤，得到每一帧的运动对象前景目标二值化图片。所述的采用动态特征和颜色特征相结合的疑似对象识别：1)新建与原始视频帧相同大小的灰度空白图片，根据步骤S1中的预处理后的图片的RGB分量值，当像素的分量值为R>本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变电站室外具备抗干扰能力的火焰图像识别方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤S1：对获取的实时视频数据进行预处理；步骤S2：对预处理后的数据进行基于连续帧处理的摄像机抖动和转动现象识别，排除抖动和转动现象干扰；步骤S3：采用动态特征和颜色特征相结合的方式进行疑似对象识别，获取疑似区域；步骤S4：采用疑似区域的顶点位置特征相似性和区域运动特征的识别，排除环境中相似对象的干扰，并识别出火焰。

【技术特征摘要】
1.一种变电站室外具备抗干扰能力的火焰图像识别方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤S1：对获取的实时视频数据进行预处理；步骤S2：对预处理后的数据进行基于连续帧处理的摄像机抖动和转动现象识别，排除抖动和转动现象干扰；步骤S3：采用动态特征和颜色特征相结合的方式进行疑似对象识别，获取疑似区域；步骤S4：采用疑似区域的顶点位置特征相似性和区域运动特征的识别，排除环境中相似对象的干扰，并识别出火焰。2.根据权利要求1所述的一种变电站室外具备抗干扰能力的火焰图像识别方法，其特征在于，所述步骤S1包括步骤如下：S11：获取变电站监控摄像机的实时视频数据；S12：对实时视频数据中的每一帧视频进行解码，对解码后的图片进行高斯滤波预处理。3.根据权利要求2所述的一种变电站室外具备抗干扰能力的火焰图像识别方法，其特征在于，所述步骤S2包括步骤如下：S21：将步骤S1中处理后的图片转换为灰度图片；S22：采用前后景分离算法，提取出每一帧的前景图片，每帧前景像素取值为255，背景像素取值为0，形成前后景分离后运动对象的二值化图片；S23：将二值化图片按照平面等分为6～8个区域，计算每个区域中的像素值总和；S24；统计每个区域像素值总和大于第一预设阈值的区域个数，当区域个数大于3～4个时，将当前帧的二值化图片的像素值全部设置为0，并从下一帧图片开始重新执行前后景分离算法；S25：循环执行S21至S24。4.根据权利要求3所述的一种变电站室外具备抗干扰能力的火焰图像识别方法，其特征在于，所述第一预设阈值的取值范围在0.2*255*图片宽度*图片高度/区域个数至0.3*255*图片宽度*图片高度/区域个数之间。5.根据权利要求1所述的一种变电站室外具备抗干扰能力的火焰图像识别方法，其特征在于，所述步骤S3包括步骤如下：S31：新建与原始视频帧相同大小的灰度空白图片，根据步骤S1中的预处理后的图片的RGB分量值，设置空白图...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兆君，陈梦涛，虞云翔，舒志海，郑鑫，朱超，汤晓铮，喻春雷，余劲，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司检修分公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32