电力监控系统中运动目标检测算法研究

孙蓉蓉 李清 张国昌

摘要：本文探讨了电力监控系统中运动目标检测算法含义，分析了目标检测算法，研究了目标检测算法实例。

关键词：电力监控系统;运动目标检测算法;电力企业

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）12-0101-02

0 引言

社会经济快速发展，人们生活质量水平不断提高，进而越来越多的人们更加关注生活以及环境安全等问题内容。基于此，形成了智能视频监控系统，并且在各个领域当中此技术也得到了广泛应用。如：安防领域、交通领域等。而在电力系统当中，视频监控系统也得到广泛的应用，能够对电力企业特定区域进行检测，预防非法入侵情况的发生，充分保障变电站等重要设备的安全。与此同时，还可以对危险设备仓库进行检测，充分保障电力企业工作人员的人身安全，尽量避免产生不必要的损失与人员伤亡。

1 电力监控系统中运动目标检测算法含义

从当前运动目标检测算法的研究情况来看，运动目标检测算法是否具有准确性是现阶段大部分学者研究的关键。在电力监控系统当中，最为常见检测算法包含多种方面内容，如：背景减除法以及帧间差分法。对于这两种目标检测算法而言，由于其具有一定的局限性，所以相关学者针对此提出了相应的改进算法。某学者提出了依次提取背景减除法与帧间差分法的运动背景，将如何进行逻辑或者运算，从而有效避免目标检测当中产生孔洞或者鬼影。另外，还有学者提出结合帧间差分法同高斯混合模型，进而对于实际场景当中存在的噪声以及光线变化情况所产生的影响进行消除，保障目标检测更加具有精准性。

现阶段，针对电力系统中运动目标检测算法的研究与分析，已经相对较为理想，能够充分满足人们的基本需求。而在实际开展运动目标检测的过程中，实际场景当中的光线明暗、目标间遮挡都会对最终的目标检测准确性产生十分不利的影响。针对此问题，本文分析了运动目标检测算法。第一，通过Canny边缘检测算子的应用，改进经典三帧差分法[1]。第二，对于检测结果同基于混合高斯背景模型减除法的检测结果相或，为实现目标检测方法奠定良好基础。而通过仿真实验方法的开展，能够有效验证此种改进算法，在电力监控系统中运动目标是否具有良好的有效性以及实用性。

2 电力监控系统中运动目标检测算法分析

本文所分析的改进运动目标检测算法主要包含两个方面。首先，应用Canny边缘检测算子，改进经典三帧差算法，进而将运动目标的完成轮廓提取出来。其次，融合改进算法和背景减除法。

2.1 改进三帧差分法

在对电力监控系统当中的运动目标进行检测之后，经典三帧差分法虽然能够对于提取出其中存在的运动目标轮廓，但是在提出轮廓之后，仍然存在着运动目标轮廓不清晰的情况。而针对经典三帧差算法当中存在的局限性，可以通过应用Canny边缘检测算子进行改进。

（1）应用经典三帧差分法获取两张差分图像，分别为：dk（x，y），dk+1（x，y）。（2）通过差分图像灰度平均值图像的计算，为Gk（x，y），对于阈值T进行合理选择，然后在对阈值进行相应分割，最终得到二值图像Bk1（x，y）。（3）对于前2帧视频图像进行相应依次分析，然后在应用Canny边缘进行适当提取，最终得到2张边缘图像Ck-1（x，y）和Ck（x，y）。（4）對于两种边缘图像逻辑异或运算，从而得出相应的异或图像XK（x，y）。（5）将异或图像同二值图像进行逻辑与运算，并且对于运算结果进行膨胀以及腐蚀等相应形态学处理，最终得到目标轮廓Ck（x，y）。

经过改进的三帧差分法，虽然其提取出来的目标轮廓较为完整、清晰，但是此种改进算法仍然具有一定的问题与不足，虽然最终所检测出来的目标结果会存在一定的空洞情况[2]。由此，就可以在对算法改进的基础上，充分融合背景减除法，最终为实现电力监控系统当中的运动目标检测提供有利条件。

2.2 对运动目标检测算法进行适当改进

对于传统帧间差分法来讲，虽然只能够对于运动目标的大体轮廓进行提取，同时背景减除法的应用，也较为依靠建立理想模型，由此，针对此算法存在的缺点，为了进一步提高目标检测方法所具有的准确性以及完善性，消除缓解单独使用这两种方法的缺点，就可以提出改进运动目标检测算法。

3 实例分析

对于改进之后的运动目标检测算法进行分析，判断其是否具有良好的有效性，本文举例分析，如：某电厂10kV配电室当中的一段视频就行分析。

本文所举例的仿真实验开展背景条件为，Window10操作系统与Microsoft Visual Studio2013开发环境下。主要的实验内容包含多个方面内容，如：经典三侦差分法、应用Canny边缘检测算子改进的三帧差分法、改进的运动目标检测算法等，对于电厂所提供的测试视频进行处理分析，提取出其中的运动目标[3]。具体的实验结果如图1所示。

对于图1的检测结果进行分析之后，可以最终得出，在使用经典三帧差分法之后，就可以将视频当中的运动目标进行有效提取，观察到运动目标的大体轮廓。

4 结语

本文通过应用Canny边缘检测算子，改进了经典三帧差分法，从而对于经典三帧差分法当中存在的局限性，针对部分运动过慢或者过快的物体，可能最终的检测结果存在边缘不清晰的情况，而改进之后，则能够完整清晰的提取出运动目标的轮廓。而将改进后的三帧差分法同基于混合高斯模型背景减除进行有效融合，不仅仅能够有效解决三帧差分法当中存在的局限性进行有效弥补，还能够有效解决传统混合高斯模型当中存在的适应性差的特点。根据相关仿真实验结果来看，对于改进之后的算法，不仅能够更加满足复杂环境的要求，还能够准确提取出电力监控系统当中存在的运动目标，为后续电力安全防护系统工作的开展奠定良好基础。

参考文献

[1] 江鹏宇，杨耀权，彭蹦.一种用于电力监控的行人运动检测与跟踪算法[J].电力科学与工程，2019（06）：31-36.

[2] 王聪，刘明光，齐飞.智能视频监控系统动态目标检测与识别算法综述[J].电气技术，2018（09）：6-11.

[3] 邵敏敏，钱冬梅.智能激光夜视监控系统中的运动目标检测算法研究[J].激光杂志，2016（09）：103-108.

Research on Moving Target Detection Algorithm in Power Monitoring System

SUN Rong-rong1， LI Qing1， ZHANG Guo-chang2

（1.Shenzhen Power Supply Bureau Co.， Ltd.， Shenzhen  Guangdong  518048;

2.Shenzhen Kangtuopu Information Technology Co.， Ltd.， Shenzhen  Guangdong  518034）

Abstract：This paper discusses the meaning of moving target detection algorithm in power monitoring system， analyzes the target detection algorithm， and studies the example of the target detection algorithm.

Key words：power monitoring system; moving object detection algorithm; power enterprise