基于圖像處理的水位監(jiān)測系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的提高和硬盤存儲成本的降低，以及各種實用視頻處理技術(shù)的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控已邁入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時代。結(jié)合逐漸成熟的機器視覺技術(shù)，當(dāng)前計算機已可以完成對監(jiān)控場景中的目標(biāo)進行自動識別和分析。
　　由于水安全和水資源對社會和經(jīng)濟發(fā)展的重要性，當(dāng)前，國內(nèi)水利相關(guān)部門在許多江河、湖泊、水庫等地方建立了視頻監(jiān)視系統(tǒng)，來監(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，來自動化獲取水位，但是由于水位傳感器成本高，維護困難且易

2、受周圍環(huán)境干擾等缺點，并不能滿足當(dāng)前的需求。
　　根據(jù)水利部門的需求，本文將圖像識別技術(shù)引入江河視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過在監(jiān)測點安裝水尺，用視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集水尺圖像，然后利用圖像識別技術(shù)和合理的流量計算方法，實現(xiàn)對水位的自動檢測和流量的計算。本文首先在深入研究了各種圖像處理和識別技術(shù)后，結(jié)合實際需要給出了針對在夜晚和霧霾天等惡劣的條件下，采集到的水位圖像畫質(zhì)低，難以識別這一難題的解決方案。
　　1)利用一種基于Retinex的改進

3、算法，對夜間圖像進行增強處理，顯著提高了暗區(qū)域的細節(jié)。
　　2)利用基于暗原色先驗的去霧算法對霧天圖像進行去霧處理，提高了系統(tǒng)在霧霾天對圖像的識別精度。其次針對識別環(huán)境的多樣性，本系統(tǒng)重點給出了針對不同識別環(huán)境的兩種識別算法，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比度明顯，水位線易識別的特點，采用基于Hough變換的水位識別算法，該算法主要是在分割出水尺刻度區(qū)域后，利用 Hough

4、變換檢測刻度線，讀取刻度。
　　2)針對在水質(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別的情況，采用基于HSV顏色空間的水位識別算法，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，最后通過設(shè)計統(tǒng)計函數(shù)得到水位值。最后本文給出了基于圖像處理的水位監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，完成了系統(tǒng)的開發(fā)，并進行了功能測試。測試結(jié)果證明本系統(tǒng)基本達到了預(yù)期目標(biāo)，測量數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確，可以較好的滿足市場