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    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)等各個行業(yè)領(lǐng)域，在一定程度上提高了自動化水平，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，特別是長時間觀察視頻圖像，不但對操作人員的視力會有損害，而且有情況時，圖像也不易發(fā)現(xiàn)，即使采用長時間錄像機進行錄像方式來彌補，也存在成本高的問題，同時失去了時實監(jiān)視的意義。采用機器視覺技術(shù)是解決上述問題的方案之一。

    在電力系統(tǒng)開關(guān)站要求對電纜接頭的溫升進行監(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，達到消除事故隱患的目的。在需檢測的接頭部位，安裝無源的熱傳感器。熱傳感器機理類似于熱繼電器，采用雙金屬片作溫度檢測單元，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NMD100P，內(nèi)置全方位云臺，帶自動光圈8倍變焦鏡頭，云臺鏡頭具有32個可預(yù)置點。云臺鏡頭控制速度微10級可調(diào)，云臺水平速度最大可達90度/s，采用RS422接口進行控制。由于室外應(yīng)用，另加室外半球防護罩。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. 機器視覺

    機器視覺檢測相當(dāng)于視頻監(jiān)視系統(tǒng)的一個分控點，自動定時發(fā)出切換命令，將特定攝像機的視頻信號切換過來，發(fā)送控制命令，將攝像機運行到預(yù)置位，通過MCI命令捕獲圖像，自動存為BMP格式(320*240)，自動分析圖像，判定是否告警，并將告警信息存儲，然后以其他方式通知管理人員及時處理。

    3. 視頻檢測原理

    視頻檢測，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))。

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

    5. 告警信號(紅色)的判定

    根據(jù)Eb，Eg，Er值，按亮度公式求亮度信號值Ey:

    Ey=0。299Er+0。587Eg+0。114Eb

    紅色判定實質(zhì)上是對紅分量值在亮度值所占的比例數(shù)值是否達到閾值進行判定。

    運算方法如下:

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

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

    當(dāng)判為紅點時

    E_power=E_power+255

    當(dāng)判為非紅點時

    E_power=E_power+0

    上述過程結(jié)束后，再對E_power進行判定，是否大于閾值(1500)，大于閾值判該區(qū)域為紅，即告警。通過二次判定能保證測試有效可靠。這里為保證簡單，不考慮10個點的位置加權(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。攝像機也一樣，軟件中對亮度值作判定，總體亮度低于某一閾值，開啟輔助照明。

    6. 初始化和檢測位置的確定

    軟件初始化即建立一個運行環(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)定檢測位置，建立數(shù)據(jù)文件;

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

    (1)選擇某一路視頻信號m;

    (2)控制云臺，調(diào)節(jié)鏡頭，獲得合適圖像;

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

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

    (5)移動水平，垂直滾動條，移動小十字標(biāo)記到需檢測的位置。

    (1)，(2)，(3)為計算機對外圍設(shè)備發(fā)出以系列串行控制命令，如發(fā)送Move Left，Move Right，Stop Pan，控制云臺轉(zhuǎn)動;發(fā)送Preset Position n，設(shè)置預(yù)置點n。

    7. 小十字標(biāo)記產(chǎn)生及移動的方法

    引入小十字標(biāo)記，使檢測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;運算產(chǎn)生檢測位置(X_pstion，Y_pstion)及上下左右各2點在PICtmp。bmp文件中的位置，并寫入255; PICtmp。bmp顯示時，即出現(xiàn)白色的小十字標(biāo)記。

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

    8. 系統(tǒng)運行的實際效果

    本視頻視覺系統(tǒng)實質(zhì)是對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，實時性強，大大提高了視頻監(jiān)視系統(tǒng)的水平。
機器視覺是一個龐大復(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)雜的模式識別，因而簡單可靠易行，適用于類似的色塊特征識別應(yīng)用中。