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摘 要

近年来，电力工业是国民经济的重要基础产业，安全、稳定和充足的电力供应是保障国民经济健康稳定发展的前提。本文旨在开发一款电力塔杆监控系统的图像处理模块功能，能够通过分析视频图像来对变电站进行自动监控。

本系统开发的图像处理模块可以通过检测并分析视频图像中的外来物体对塔杆造成的影响，来进一步智能监控变电站。其主要的过程为：获取视频流；抓取单帧画面；进行边缘检测；特征提取；寻找输电线的位置；背景差获取前景画面；提取前景；进行目标跟踪；最后自动识别输电线路的多种安全隐患，比如：大型机械靠近作业、飘挂物等，并产生预警信号。

本课题采用Visual Studio 2010作为开发平台，使用C 语言进行开发。并且，系统通过调用OpenCV类库来处理图像。

关键词：视频监控 图像处理 特征提取 OpenCV 开发平台

Electricity tower monitoring system - Image Processing Module Development

Abstract

In recent years, the power industry is an important basic industry of the national economy, security, stability and adequate power supply is a prerequisite for the healthy and stable development of the national economy security. This paper aims to develop an image processing module features a power tower monitoring system, substation can be automatically monitored by analyzing the video image.

The system developed by the image processing module can detect and analyze the impact of a foreign object in the video image of the tower caused by the intelligent monitoring further substation. The main process is: get a video stream; grab a single frame; edge detection; feature extraction; find the location of transmission lines; background subtraction to obtain the foreground image; extracting foreground; for target tracking; Finally automatically identify a variety of transmission lines security risks, such as: large machinery near work, such as floating hanging, and produce early warning signals.

This topic using Visual Studio 2010 as a development platform, using C language development. Also, the system by calling the OpenCV library to process images.

Keywords: Video surveillance; Image processing; Feature extraction; OpenCV; Development platform

目 录

第一章 引言 1

1.1系统开发背景 1

1.1.1 课题来源与背景 1

1.1.2 数字图像处理技术的用处 1

1.2 系统开发的意义 2

1.2.1 开发目标 2

1.2.2 塔杆电力监控系统中图像处理的用途 2

1.3 论文的组织结构 2

1.4 本章小结 3

第二章 电力塔杆监控系统开发相关技术的介绍 4

2.1 Visual Studio 2010介绍 4

2.2 OpenCV 介绍 4

2.2.1 OpennCV 概述 4

2.2.2 OpenCv中用到的数据结构及函数 4

2.3 C 的介绍 7

2.3.1 C 简介 7

2.3.2 C 基本特点 7

2.4 图像处理方法介绍 8

2.4.1图像的腐蚀与膨胀 8

2.4.2 Hough算法 8

2.4.3 背景建模 8

2.4本章小结 9

第三章 系统分析 10

3.1可行性分析 10

3.2需求分析 10

3.3系统硬件设备及操作系统 11

3.4 系统开发平台 11

3.5数据分析 12

3.6 数据流图 12

3.7系统概述 12

3.8 本章小结 13

第四章 系统详细设计 14

4.1 运动跟踪系统的技术概述 14

4.2 系统整体运作流程图 14

4.3图像的获取与灰度转换 16

4.4 像素抓取模块 17

4.5运动前景处理模块 20

4.6将数据存入数据库 25

4.7 Socket通信传输 25

4.8开发过程中遇到的问题与解答 27

4.9本章小结 28

第五章 系统测试 29

第六章 总结与展望 31

参考文献 32

致谢 34

第一章 引言

1.1系统开发背景

1.1.1 课题来源与背景

在我国，国民经济的首要基础产业是电力工业产业，保护国民经济稳定发展的条件是安全、稳定和足够的电力供应。在国家电网，高压输电线路的环境复杂、容易被不法分子损害而且还有可能因为输电线垂得很低导致对人类及动物造成生命危险，所以保证电力安全运行尤为重要。一些传统的视频监控系统需要人工守在电脑前监控视频，既浪费时间又浪费体力，所以开发便利、节省时间的电力监控系统是非常重要的。

随着科技的不断进步，我国高压输电线路规模也不断增长，线路运行部门承担了越来越多的线路巡查维护工作量的责任，非常需要利用先进的技术来帮助线路维护人员，让他们更好的提高工作效率。图像处理技术充分利用了计算机强大的数据处理功能，很好地分析了视频画面中的大量数据，删除掉一些用户不需要的信息，能够让监控者了解到更有效的关键信息。可以大大减轻监控着工作的强度，同时还能够缩小误报率跟漏报率，以及提高报警处理的及时性。

近年来在电力设备监控系统上图像处理技术也有大量的应用:：比如赵书涛等人使用图像的形状不变矩的特性作为特征矢量，选用SVM 分类器识别各种各样电力设备，识别效果令人非常满意，而且实现无人值守变电站；刘金春使用小波不变矩来提取图像的边缘特征，通过跟无故障图像的小波不变矩相比，在图像的变化分析，实现了变电站自动化监控。所以图像处理技术在电力安全监测系统中发挥了非常大的作用。

1.1.2 数字图像处理技术的用处

数字图像处理应用广泛，在军事，医学，娱乐，交通等多方面都有广泛的应用。

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