基于圖像處理的水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的提高和硬盤(pán)存儲(chǔ)成本的降低，以及各種實(shí)用視頻處理技術(shù)的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控已邁入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。結(jié)合逐漸成熟的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，當(dāng)前計(jì)算機(jī)已可以完成對(duì)監(jiān)控場(chǎng)景中的目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和分析。
　　由于水安全和水資源對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性，當(dāng)前，國(guó)內(nèi)水利相關(guān)部門(mén)在許多江河、湖泊、水庫(kù)等地方建立了視頻監(jiān)視系統(tǒng)，來(lái)監(jiān)控該地方的水位安全。有的還采用了浮子式、電容式等水位傳感器，來(lái)自動(dòng)化獲取水位，但是由于水位傳感器成本高，維護(hù)困難且易

2、受周?chē)h(huán)境干擾等缺點(diǎn)，并不能滿足當(dāng)前的需求。
　　根據(jù)水利部門(mén)的需求，本文將圖像識(shí)別技術(shù)引入江河視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)在監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝水尺，用視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集水尺圖像，然后利用圖像識(shí)別技術(shù)和合理的流量計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)水位的自動(dòng)檢測(cè)和流量的計(jì)算。本文首先在深入研究了各種圖像處理和識(shí)別技術(shù)后，結(jié)合實(shí)際需要給出了針對(duì)在夜晚和霧霾天等惡劣的條件下，采集到的水位圖像畫(huà)質(zhì)低，難以識(shí)別這一難題的解決方案。
　　1)利用一種基于Retinex的改進(jìn)

3、算法，對(duì)夜間圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，顯著提高了暗區(qū)域的細(xì)節(jié)。
　　2)利用基于暗原色先驗(yàn)的去霧算法對(duì)霧天圖像進(jìn)行去霧處理，提高了系統(tǒng)在霧霾天對(duì)圖像的識(shí)別精度。其次針對(duì)識(shí)別環(huán)境的多樣性，本系統(tǒng)重點(diǎn)給出了針對(duì)不同識(shí)別環(huán)境的兩種識(shí)別算法，在一定程度上提高了系統(tǒng)的適用范圍。
　　1)利用水尺暴露在空氣中的部分和被淹部分對(duì)比度明顯，水位線易識(shí)別的特點(diǎn)，采用基于Hough變換的水位識(shí)別算法，該算法主要是在分割出水尺刻度區(qū)域后，利用 Hough

4、變換檢測(cè)刻度線，讀取刻度。
　　2)針對(duì)在水質(zhì)清澈，水尺容易在水中形成倒影，灰度圖像中水位線難以識(shí)別的情況，采用基于HSV顏色空間的水位識(shí)別算法，該算法首先將采集到的RGB圖像轉(zhuǎn)換到HSV顏色空間，然后在色度分量上建模，提取出水尺區(qū)域，最后通過(guò)設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)函數(shù)得到水位值。最后本文給出了基于圖像處理的水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，完成了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，并進(jìn)行了功能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果證明本系統(tǒng)基本達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，測(cè)量數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確，可以較好的滿足市場(chǎng)