本發(fā)明屬于圖像識(shí)別的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展，海量的多媒體信息日日更新，由于有網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，聯(lián)合圖像專(zhuān)家組和運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組開(kāi)發(fā)了MPEG7，它定義了豐富的多媒體視頻、音頻描述符。

視頻內(nèi)容的識(shí)別與檢測(cè)是近十年來(lái)計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域中一個(gè)十分熱門(mén)的話題。隨著視頻監(jiān)控應(yīng)用的需求的大量上升，越來(lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)景涉及到了視頻內(nèi)容的自動(dòng)識(shí)別檢測(cè)。2011年馮冰【馮冰.基于時(shí)空特征和詞袋模型的多模態(tài)視頻內(nèi)容識(shí)別算法研究[D]. 上海交通大學(xué). 2011年1月. 蔣興浩，孫錟鋒.】的文章中使用了最基本的MPEG7特征描述子進(jìn)行規(guī)范特征的提取，并結(jié)合詞袋模型和SVM進(jìn)行目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別；2010年郭慧慧【郭慧慧.模糊情感本體框架的構(gòu)建及其應(yīng)用[D]. 太原理工大學(xué)，陳俊杰，2010年.】的實(shí)驗(yàn)中，基于MPEG7的圖像標(biāo)準(zhǔn)，提出了模糊情感本體框架，并將其應(yīng)用于圖像檢索當(dāng)中，取得了較好的效果。近年來(lái)隨著無(wú)人值守變電站的推行，安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)越來(lái)越多地應(yīng)用于變電站中，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法滿足變電站監(jiān)控?zé)o人和智能化要求。因而實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)識(shí)別，已經(jīng)成為當(dāng)下電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問(wèn)題為：提供一種能夠?qū)﹄娏υO(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)識(shí)別，且擴(kuò)展性極高的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別方法和系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像

識(shí)別方法，包括：S101、創(chuàng)建基于MPEG7框架的特征數(shù)據(jù)庫(kù)；S102、建立基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備目標(biāo)描述符；S103、完善目標(biāo)描述框架；S104、采集目標(biāo)電力設(shè)備的圖像信息；S105、提取目標(biāo)電力設(shè)備的圖像特征；S106、將提取到的特征數(shù)據(jù)與特征數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；S107、確定相互比較的特征數(shù)據(jù)互相吻合后，對(duì)目標(biāo)電力設(shè)備進(jìn)行跟蹤或識(shí)別。

優(yōu)選地，所述建立基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備目標(biāo)描述符，具體包括：采集基準(zhǔn)電力設(shè)備的圖像信息；提取基準(zhǔn)電力設(shè)備的圖像特征；將提取出來(lái)的特征數(shù)據(jù)存入特征數(shù)據(jù)庫(kù)。

優(yōu)選地，當(dāng)相互比較的特征數(shù)據(jù)互相不吻合時(shí)，對(duì)特征數(shù)據(jù)庫(kù)里的基準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行更新之后，再對(duì)目標(biāo)電力設(shè)備進(jìn)行跟蹤或識(shí)別。

優(yōu)選地，所述對(duì)特征數(shù)據(jù)庫(kù)里的基準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，具體包括：將提取到的特征數(shù)據(jù)加入特征數(shù)據(jù)庫(kù)中，成為新的基準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述圖像信息包括：視頻信息和圖片信息，當(dāng)采集到的信息為視頻信息時(shí)，將視頻以幀為單位劃分為多個(gè)圖片之后，再對(duì)圖片的感興趣區(qū)域進(jìn)行特征的提取。

相應(yīng)地，基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別系統(tǒng)，包括：創(chuàng)建單元：用于創(chuàng)建基于MPEG7框架的特征數(shù)據(jù)庫(kù)；建立單元：用于建立基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備目標(biāo)描述符；完善單元：用于完善目標(biāo)描述框架；第一采集單元：用于采集目標(biāo)電力設(shè)備的圖像信息；第一提取單元：用于提取目標(biāo)電力設(shè)備的圖像特征；比較單元：用于將提取到的特征數(shù)據(jù)與特征數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；識(shí)別單元：用于確定相互比較的特征數(shù)據(jù)互相吻合后，對(duì)目標(biāo)電力設(shè)備進(jìn)行跟蹤或識(shí)別。

優(yōu)選地，所述建立單元包括：第二采集單元：用于采集基準(zhǔn)電力設(shè)備的圖像信息；第二提取單元：用于提取基準(zhǔn)電力設(shè)備的圖像特征；保存單元：用于將提取出來(lái)的特征數(shù)據(jù)存入特征數(shù)據(jù)庫(kù)。

優(yōu)選地，還包括：更新單元：用于當(dāng)相互比較的特征數(shù)據(jù)互相不吻合時(shí)，對(duì)特征數(shù)據(jù)庫(kù)里的基準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，最后才對(duì)目標(biāo)電力設(shè)備進(jìn)行跟蹤或識(shí)別。

優(yōu)選地，所述更新單元包括：添加單元：用于將提取到的特征數(shù)據(jù)加入特征數(shù)據(jù)庫(kù)中，成為新的基準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述圖像信息包括：視頻信息和圖片信息；電力設(shè)備圖像識(shí)別系統(tǒng)還包括：劃分單元：用于當(dāng)采集到的信息為視頻信息時(shí)，將視頻以幀為單位劃分為多個(gè)圖片之后，再對(duì)圖片的感興趣區(qū)域進(jìn)行特征的提取。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：本發(fā)明針對(duì)電力設(shè)備種類(lèi)多、狀態(tài)復(fù)雜、需要多種特征共同作用進(jìn)行設(shè)備描述的情況，完善了基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的一組標(biāo)準(zhǔn)描述符及描述模式，同時(shí)建立基于MPEG7的描述框架，不僅能夠?qū)ζ涮卣饕驯淮鎯?chǔ)進(jìn)特征數(shù)據(jù)庫(kù)中的電力設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)識(shí)別，而且在后期的使用過(guò)程中，還可以進(jìn)行簡(jiǎn)潔有效的信息添加和刪除，利于維護(hù)和擴(kuò)展。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別方法中電力設(shè)備特征數(shù)據(jù)庫(kù)的E-R圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別方法中電力設(shè)備的MPEG7框架圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例三提供的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例四提供的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例五提供的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：101為創(chuàng)建單元，102為建立單元，103為完善單元，104為第一采集單元，105為第一提取單元，106為比較單元，107為識(shí)別單元，108為更新單元，109為劃分單元，1021為第二采集單元，1022為第二提取單元，1023為保存單元，1081為添加單元。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例；基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別方法的流程示意圖，如圖1所示，基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別方法，包括：

S101、創(chuàng)建基于MPEG7框架的特征數(shù)據(jù)庫(kù)。

S102、建立基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備目標(biāo)描述符。

S103、完善目標(biāo)描述框架。

S104、采集目標(biāo)電力設(shè)備的圖像信息。

S105、提取目標(biāo)電力設(shè)備的圖像特征。

S106、將提取到的特征數(shù)據(jù)與特征數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

S107、確定相互比較的特征數(shù)據(jù)互相吻合后，對(duì)目標(biāo)電力設(shè)備進(jìn)行跟蹤或識(shí)別。

MPEG7中只提供了簡(jiǎn)單的特征描述符，基于實(shí)際情況，增加了符合電力系統(tǒng)的描述子。本實(shí)施例基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)，分析了電力設(shè)備的視頻特征，從而將其抽取出來(lái)進(jìn)行框架的搭建，便于后期的維護(hù)及更新。圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別方法中電力設(shè)備特征數(shù)據(jù)庫(kù)的E-R圖，圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別方法中電力設(shè)備的MPEG7框架圖，表1至表4所示為框架圖頂層至第四層的信息：

表1 框架圖頂層信息

表2 框架圖第二層信息

表3 框架圖第三層信息

表4 框架圖第四層信息

從MPEG7的描述子中提取出來(lái)所需要的視頻特征描述子，逐層向下，結(jié)合電力系統(tǒng)設(shè)備信息構(gòu)成特征框架。

表1中頂層的描述子Content Description表示視頻的基本信息。表2前者Equipment Structure表示設(shè)備特征，包括Color顏色，Texture紋理，Shape形狀三大類(lèi)，屬于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)描述子，多方面描述設(shè)備，從而進(jìn)行設(shè)備的識(shí)別；后者Semantics表示語(yǔ)義信息，是指電力設(shè)備的運(yùn)行情況，包括Time、Place、State和Name，是針對(duì)常見(jiàn)電力設(shè)備的基本信息進(jìn)行管理的新增的框架信息描述子；兩者之間相互獨(dú)立，共同完善視頻的內(nèi)容及結(jié)構(gòu)。表4中針對(duì)電力系統(tǒng)增加了State信息表，主要包括設(shè)備運(yùn)行中的幾個(gè)狀態(tài)，是對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備常見(jiàn)故障的總結(jié)，大致分為漏油，偏斜，懸掛異物等幾種情況。

具體地，所述圖像信息可包括：視頻信息和圖片信息，當(dāng)采集到的信息為視頻信息時(shí)，將視頻以幀為單位劃分為多個(gè)圖片之后，再對(duì)圖片的感興趣區(qū)域進(jìn)行特征的提取。

進(jìn)一步地，所述建立基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備目標(biāo)描述符，具體可包括：

采集基準(zhǔn)電力設(shè)備的圖像信息。

提取基準(zhǔn)電力設(shè)備的圖像特征。

將提取出來(lái)的特征數(shù)據(jù)存入特征數(shù)據(jù)庫(kù)。

具體地，所述圖像信息也可包括：視頻信息和圖片信息，若為視頻信息，則將視頻信息以幀為單位劃分為多個(gè)圖片，然后再對(duì)圖片的感興趣區(qū)域進(jìn)行特征的提取。

進(jìn)一步地，當(dāng)相互比較的特征數(shù)據(jù)互相不吻合，即當(dāng)在特征數(shù)據(jù)庫(kù)里沒(méi)有找到與提取到的特征數(shù)據(jù)相吻合的基準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)特征數(shù)據(jù)庫(kù)里的基準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行更新之后，再對(duì)目標(biāo)電力設(shè)備進(jìn)行跟蹤或識(shí)別。

進(jìn)一步地，所述對(duì)特征數(shù)據(jù)庫(kù)里的基準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，具體包括：

將提取到的特征數(shù)據(jù)加入特征數(shù)據(jù)庫(kù)中，成為新的基準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)。

具體地，將提取到的特征數(shù)據(jù)加入特征數(shù)據(jù)庫(kù)中時(shí)，可采用手動(dòng)添加，也可采用自動(dòng)添加。

本實(shí)施例通過(guò)對(duì)電力設(shè)備常見(jiàn)的指針表盤(pán)，作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)展的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)表盤(pán)圖片來(lái)提取形狀特征以及邊緣特征，將特征分別按MPEG7的規(guī)范格式保存到數(shù)據(jù)庫(kù)Shape、Texture之中，并在狀態(tài)State中添加安全狀態(tài)的限制條件，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并進(jìn)行報(bào)警。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)斷路器小于620kpa abs時(shí)能夠準(zhǔn)確進(jìn)行報(bào)警。

本實(shí)施例針對(duì)電力設(shè)備種類(lèi)多、狀態(tài)復(fù)雜、需要多種特征共同作用進(jìn)行設(shè)備描述的情況，完善了基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的一組標(biāo)準(zhǔn)描述符及描述模式，同時(shí)建立基于MPEG7的描述框架，不僅能夠?qū)ζ涮卣饕驯淮鎯?chǔ)進(jìn)特征數(shù)據(jù)庫(kù)中的電力設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)識(shí)別，而且在后期的使用過(guò)程中，還可以進(jìn)行簡(jiǎn)潔有效的信息添加和刪除，利于維護(hù)和擴(kuò)展。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別系統(tǒng)，包括：

創(chuàng)建單元101：用于創(chuàng)建基于MPEG7框架的特征數(shù)據(jù)庫(kù)。

建立單元102：用于建立基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備目標(biāo)描述符。

完善單元103：用于完善目標(biāo)描述框架。

第一采集單元104：用于采集目標(biāo)電力設(shè)備的圖像信息。

第一提取單元105：用于提取目標(biāo)電力設(shè)備的圖像特征。

比較單元106：用于將提取到的特征數(shù)據(jù)與特征數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

識(shí)別單元107：用于確定相互比較的特征數(shù)據(jù)互相吻合后，對(duì)目標(biāo)電力設(shè)備進(jìn)行跟蹤或識(shí)別。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，所述建立單元102可包括：

第二采集單元1021：用于采集基準(zhǔn)電力設(shè)備的圖像信息。

第二提取單元1022：用于提取基準(zhǔn)電力設(shè)備的圖像特征。

保存單元1023：用于將提取出來(lái)的特征數(shù)據(jù)存入特征數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例三提供的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示，在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，所述基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別系統(tǒng)，還包括：

更新單元108：用于當(dāng)相互比較的特征數(shù)據(jù)互相不吻合時(shí)，對(duì)特征數(shù)據(jù)庫(kù)里的基準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，最后才對(duì)目標(biāo)電力設(shè)備進(jìn)行跟蹤或識(shí)別。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例四提供的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示，在實(shí)施例三的基礎(chǔ)上，所述更新單元108可包括：

添加單元1081：用于將提取到的特征數(shù)據(jù)加入特征數(shù)據(jù)庫(kù)中，成為新的基準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例五提供的基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖8所示，在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，所述圖像信息包括：視頻信息和圖片信息；

所述基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備圖像識(shí)別系統(tǒng)還包括：

劃分單元109：用于當(dāng)采集到的信息為視頻信息時(shí)，將視頻以幀為單位劃分為多個(gè)圖片之后，再對(duì)圖片的感興趣區(qū)域進(jìn)行特征的提取。

本發(fā)明是基于MPEG7標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)電力設(shè)備及其狀態(tài)的視頻特征搭建描述框架，從而對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行分類(lèi)及其狀態(tài)識(shí)別，主要是為電力設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)后期的維護(hù)、升級(jí)和管理提供便利條件，其優(yōu)點(diǎn)在于擴(kuò)展了國(guó)際通用的MPEG7描述標(biāo)準(zhǔn)，后期只需要按照規(guī)范添加描述對(duì)象的特征即可實(shí)現(xiàn)增加監(jiān)測(cè)對(duì)象，而不需要重新編譯調(diào)試系統(tǒng)，提高了可擴(kuò)展性。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。