高清視頻處理技術在水庫水位遠程自動監測系統中的應用

【摘要】我國對水庫的管理工作正在不斷加強和創新，我國優先采用高清視頻處理技術，對水庫的水位進行自動監測，將水庫的管理工作與科技技術結合在一起，能夠有效地增強我國對水庫的管理力度。本文主要從高清視頻處理技術入手，對其如何實現水庫的水位管理的方式進行分析，研究該技術在水庫水位遠程中自動監測系統的應用情況，如何運用各項技術模塊實現水位的自動監測，以供專業人士參考。

【關鍵詞】高清視頻；處理技術；水庫水位；自動監測系統

一、自動監測系統的構成

水庫自動監測系統，主要由多個系統板塊進行構成，分別實現不同的功能。如，用CCD攝像頭和圖像采集卡來實現水位情況資訊獲取的功能，用水庫水位夜光液位標尺來測算出水庫的水位，通過電腦上的圖像處理版塊對水位圖像進行分析，將最終的數據傳送給數據庫，上傳至服務器，各個服務終端用無線連接的方式與數據服務庫進行數據的交流，完成整個自動監測工作。

在進行水位自動監測工作時，首先設定標尺的目標位置，在合適的位置上將標尺畫出來，用夜光液位標尺進行測量的好處是不管什么時間點，都能測量出水位數據，就算在夜晚，夜光標尺也能有超清晰的對比度提供可視服務。將CCD攝像頭安裝在標尺的正對面，保證攝像頭可以用平視的視角觀測到水位情況，主要通過攝像頭采集到的水位視圖來進行水位數據的分析；視頻線將攝像頭采集到的圖像轉移到了圖像采集卡中，系統將其簡化，通過預處理的方式將標尺的原圖還原，還原的標尺從上到下將像素信息進行統計，累加得出最終的坐標像素圖；通過電腦的圖像處理軟件將水位的高度直接統計出來，第一時間將統計出來的數據輸送至數據庫中，數據庫主要負責的內容是與服務器連接，當服務器進行監測工作時，能夠啟動連接功能。通過WIFI連接的方式，將手機與服務器連接在一起，通過查詢，服務器將數據庫中的內容傳輸到手機上，讓使用的用戶了解實時數據，當水位超過預定的安全值時，服務器就會自動報警，從本質上減少安全隱患。

二、高清視頻處理技術在水庫水位遠程自動監測系統中的應用

（一）視頻采集

在水位監測系統中，視頻采集工作相對來說是最重要的，將拍攝的視頻圖像進行視圖分析，將其轉換成數字信息后輸入到數據庫中，用幀存儲器保存整個視頻圖像，便于進行更深的圖像分析工作。視頻采集工作通過圖像采集卡、CCD高清攝像機和計算機這三個設備聯合進行，共同收集視頻信息。整個圖像同時也要進行采集，通過采集接口和處理接口，將圖像資料進行采集和處理，采集時保存的格式可以直接是數字資料，也可以是視頻和音頻結合的格式，在數字化格式下，兩者都可以同步進行播放，視頻信號通過服務器進行數據的轉換后傳輸給計算機，整個數據保存在電腦的數據庫中。

（二）數據查詢系統

在整個水位監測系統中，終端的應用程序和服務器主要通過Socket通信系統來實現連接功能，連接后主要運輸水位數據，Socket通信系統專門將信息保存成數據包的格式運輸至數據庫中，該數據庫的內容都是按照日期進行存儲的，當使用者相對數據內容進行分析時，輸入想查詢的日期，當日所有的數據都能顯示出來，使用戶減少在查找數據上花費的時間，增加了用戶的工作效率。服務器中的所有數據都可以用變化折線圖顯示出來，讓用戶掌握該水位的主要變化趨勢，更好做出相應的改變。

（三）無線數據傳輸

數據庫中的內容傳輸到服務器后，用戶可通過無線連接的方式在移動終端上獲取數據，服務器終端和移動設備之間，通過WIFI進行無線連接，可實現在移動設備上實時獲取數據。安裝監測軟件后需要根據提示添加遠程監控的IP地址，電腦端的服務器與手機終端聯系在一起，便可以實時傳輸數據，各端口之間通過Socke系統連接在一起，各臺服務器不僅接受監測者的命令，同時也接受使用者的命令，同步實現水位監測工作。

（四）水庫水位折線圖

水位監測系統中，為了直觀地給用戶展現出水位的變化，高清視頻圖像處理技術在監測系統中直觀地將數據匯成了數據折線圖，用戶可以通過瀏覽規定時期的水位折線圖來對判斷水位數據的變化原因，讓用戶對水庫的水位有更充分的了解。視頻圖像監控系統為了將水庫的水位折線圖顯示出來，專門用了四個不同的系統實現該技術，首先使用了手機畫圖平臺，提供完整的圖像繪畫元素，使用onDraw （） 方法直接在Canvas上將圖形繪制出來；通過數據處理軟件將數據庫中的數據提取出來，用文本文檔的形式將數據存儲在系統中，使用繪圖軟件將數據的變化通過折線圖的形式表現出來，使用戶有直觀的折線變換印象。最后在折線圖上設立一個標準的起始點和終點，在畫布上繪出橫坐標和縱坐標，完善圖像上的數據內容注釋，讓用戶更直觀地獲取信息。

（五）安全預警系統

結合水庫安全分析數據對危險區域做出預警，預警信息可通過聲音、圖像和短信的方式發布，監測軟件中對預警部位發出紅色閃爍光圈的方式預警，同時發出警報聲，通過短信貓將預警信息發送給水庫安全責任人，短信內容包括：預警時間、危險部位、自動監測數據和警戒數據等信息。安全責任人接到預警信息后根據防御預案及時做出響應避免出現安全事故。

三、結語

采用高清視頻處理技術對水庫水位遠程實現自動監測時，通過不同設備對水位監測視頻圖像進行處理，用CCD攝像機進行原視頻的采集，用圖像采集卡進行數據資料的匯總，用計算機進行資料的處理，這三個設備分別在視頻采集處理工作上起到不同作用。利用圖片的性質，用不同的分析技術對圖像進行處理，將圖像中水位的數據通過預處理方式得出；將檢測出來的數據直接輸送到計算機數據庫中，將每個視頻圖像的禎都進行像素處理，將每項數據都同正常數據進行對比，提高檢測工作的準確度。

參考文獻：

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