图像分析论文范文

前言：我们精心挑选了数篇优质图像分析论文文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

1引言

工程图纸扫描图象的识别与理解是目前学术界和工程界研究的热点，在机械、电子、建筑及地理信息系统等应用领域中具有重要的实际意义。图样中有两部分信息，一是图形，由几何图素组成，用来表达产品形体；二是文字，用来定义产品尺寸及描述其它信息，有的附于图形，如尺寸数字等，也有独立存在的，如技术要求等。文字是图样中非常重要的信息。因此，工程图纸扫描图象的字符提取与识别是一个重要问题，对进一步的尺寸理解、图像理解等高层次理解都有较大作用。工程图样中的文字包括多种字符，如汉字、数字、字母及符号等。字符情况较为复杂，有自己的一些特点：字符多为手写，具有一定的随意性，不同于印刷体；具有多种方向，不仅有水平书写，而且有的垂直放置，还有其它各种角度的斜向；有直体与斜体；有时字符与字符及图形粘连，增加了图文分割及字符提取的难度；位置分散，大小不一。上述情况在字符的分割及识别时都必须考虑。所以，工程图样字符提取及识别是一个十分困难的问题。

鉴于工程图样字符的特点，其处理方法与光栅文档具有很大差别，一般的处理过程是：先标识连通体，从中选出字符域，再根据字符域邻近和共线来生成字符串域，并判断方向，然后分割字符域，最后进行字符识别及校正。经过多年研究，工程图样字符的分割及识别算法已有多种：一是基于连通体[1]；二是基于轮廓跟踪[2]，利用同步边缘特性检测进行轮廓跟踪，分离字符轮廓，采用邻域搜索来生成字符串，最后通过分类树进行字符识别，并根据专业知识作校正；三是行程编码匹配法[3]，采用图分割集方法来分割与字符及图形粘连的字符。

本文提出一种基于单义域邻接图的图文分割方法，在二值图象水平黑游程编码基础上，以相关游程线宽和拓扑的一致为约束生成条形域，对其中多义域作分裂获得单义域：线段域和圆弧域，并建立其邻接图。字符笔划可以表示为一个或多个单义域。字符笔划的长度较小，线宽一致。根据这些特点，从单义域中筛选字符笔划域，进行初步图文分离。字符笔划多是邻接的，以字符笔划域为起点，通过遍历邻接图搜索邻接的字符笔划域，来提取字符域。字符结构与图元差别较大，根据字符域特性实现字符进一步筛选。采用字符域外接矩形来标识字符的大小和位置。根据字符域外接矩形相交来判定字符邻近，再加上字符共线为判据来生成字符串域。图样中字符串多是附于图形的，单义域可以很容易获取方向，即可得图形方向。利用共串字符外接矩形中心及所附图形对字符进行定向。然后将非水平字符域旋转至水平，并重新进行水平黑游程编码，以单义域邻接图来表达字符的结构特征，为后续识别作准备。下面进行详细介绍。

2图象的单义域邻接图描述

在工程图形中，既有图元又有字符。图元有多种，如线段、圆弧、圆、箭头等，而且图元多为相交。不同图元需要用一种结构来统一描述，然后通过分析其几何与拓扑特征确定类型来进行矢量化。交点信息对提取同一图元及不同图元之间拓扑关系具有重要指导意义。字符是由笔划组成的，在提取笔划的基础上进行识别是一种很好的方法。但笔划的提取难度较大。现有对图样字符的识别多是处理数字和字母，较少涉及汉字，而我国图纸均有大量汉字信息，还有数字及字母等。因此，需要建立一种模型，既能表达几何数据，还可以描述拓扑关系，便于各种特征提取。

现有图文分离算法多是以象素为单元，进行连通体生成。而连通体对后续识别贡献较小，尤其是对图元的识别。这就要求采用一种模型能够统一描述图形和文字的几何与拓扑信息。基于单义域邻接图的描述模型，可以统一描述图元和文字，不但能提取图元，还为字符识别的笔划特征提取提供启发。下面给出单义域邻接图的建立方法。

对图象作水平黑游程编码，这时对图象的分析单元由象素变为游程，游程连通性反映了图形拓扑关系。如图1.b所示。通过分析游程的拓扑关系，可以获取具有转折意义的游程[4]。这些关键游程为图元分割提供线索。相关游程基于宽度和拓扑一致性可以聚合为一个集合，来表达某一几何与拓扑意义，称之为条形域。条形域具有较强的整体性和宏观性[5]。但是，有的条形域具有多义性，即由线段域和圆弧域组成，对多义域需作分裂得单义域。这时，图象的表达单元变为单义域，如图1.c所示。而单义域首末游程的拓扑则表达了单义域的拓扑关系。单义域邻接图可以完整地表达图象中图元与字符的几何与拓扑信息。如图2所示。

3字符提取

图文分离算法已有多种，主要是基于连通域。多数字符是一个连通域，数字、字母及汉字多是连通的，或是由几个连通域构成的，而且字符域具有许多与几何图元域不同的特征。在实际中多以象素八邻域来进行字符提取，且辅以多种字符属性判断，确认是字符域而不是图形域，并生成其最小外接矩形，用以标识字符域的大小与位置。上述算法主要是分析连通域的特征来确定字符，在生成连通体时，对于图文粘连情况，势必形成一体，需要后续分割或造成图文误分。这主要是因为在形成连通体时只是基于象素。如果能够在确定笔划域的基础上进行图文分割及字符提取，则毫无疑问会提高分割及提取效果。

根据制图规则，图样中的汉字、数字、字母的字体均有规定，在一定扫描率下，可以确定字符的范围阈值，从而确定字符笔划的长度，而字符笔划线宽又是基本一致的，根据这两个条件从单义域中选取字符笔划域。邻接的字符笔划域为一个字符，或是一个字符的部分笔划。字符提取是以字符笔划域为基础的，遍历邻接图搜索邻接的字符笔划域来完成。下面给出具体算法：

（1）取出未访问字符笔划域，设为当前域，新建字符域及其外接矩形，将当前域插入字符域。

（2）如果当前域无邻接的可访问域，则转到（4），否则，取当前域邻接的未访问字符笔划域，设为当前域，插入字符域，字符域外接矩形生长。

（3）返回（2）。

（4）得一字符。

字符结构与图元差别较大，根据字符域特性[1]实现字符进一步筛选。图3.a给出图1.a的字符提取结果，采用外接矩形标识。

4字符串生成

工程图纸中字符多以串的形式存在，组成字符串来表达语义。分析字符的字符串归属能够为字符识别提供方向及上下文等信息。由于图样字符的多向性，字符的方向确定也需从字符串中获取。对于小象素群究竟是小数点还是噪声，只有置身于字符串的上下文中才能作出正确判断。因此，字符串的组合是继字符提取之后的必然要求。

字符串成组通常采用的方法有两种，一种是利用Hough变换进行共线检测[6]；另一种是相邻检测，即字符串的生成就是将邻近字符组合在一起。第二种方法有多种作法：一种是以字符外接矩形的中心距为判据的，与某一阈值作比较，若小于阈值则将其归为同一字符串。一般先进行水平、垂直两个方向字符串搜索，再进行斜方向，以字符外接矩形的中心距为判定值，对不同方向采用不同阈值[2]。另一种是以字符外接矩形的角点距为判据的，与某一阈值作比较，若小于阈值则将其归为同一字符串[7]。阈值与方向的关系较大，有时需要同时处理多种情况。

上述方法即使对同一字体由于方向不同（水平、垂直、斜向）需采取不同阈值，对方向较为敏感。本文采用一种矩形求交方法来进行字符邻近判断，可以较好地解决字符邻近判断问题，无需预先设定方向。

4.1字符组合

在图样中，不同大小文字之间的行列间距是不同的，文字列间距与其大小具有一定对应关系。本文根据字符域外接矩形自适应求得字间距，通过膨胀字符外接矩形，即字符外接矩形按字列间距扩大生成膨胀矩形，对膨胀矩形进行求交运算来判定两个字符是否邻近。同一字符串的字符不但是邻近的，而且还应共线（第三个字符起）。下面给出字符组合步骤：

（1）取出未访问字符域i，设为当前域，新建字符串域，将当前域插入字符串域。

（2）如果当前域无邻近且共线的可访问域，则转到（4），否则，取当前域邻近且共线的未访问字符域，设为当前域，并插入字符串域。

（3）返回（2）。

（4）得一字符串。

图3.b可以看出，矩形求交方法可以较好解决字符组合问题，在字符串的生长中无需预设方向。

4.2字符串定向及旋转

工程图样中字符是多向的，其定向问题直接影响识别精度。字符串的方向为其书写的基线方向。多数方法以字符中心连线来确定方向，但，如果字符较少，则误差较大。在工程图纸中，多数字符串附于图形，尤其是线段，而其基线方向与其所附线段的方向一致，如机械图样中的尺寸数字。由于采用单义域邻接图来描述图象中图形和文字，从单义域中可以很容易获得图形的方向信息。对于附于图形的字符串定向，可以采用比较字符串中心线与所附线段来确定字符串的基线方向。如果字符串邻近的某一单义域（线段域）的方向与字符串中字符域中心连线方向一致，则采用线段域方向作为字符串方向。而独立字符串的定向问题可采用文献[1]方法。

对于水平字符串，可以直接取出每个字符进行识别。而对其它方向的字符串，需先对每个字符根据其方向旋转至水平然后进行识别。图3.b给出字符串标识。图3.c给出旋转后结果。

5字符单义域表示

我国图纸多是中西文混合，字符识别的特征提取必须考虑汉字特点，笔划特征明显。字符识别的特征提取方法很多，如果能够提取笔划，则必定会大大提高识别效果[8]。采用单义域邻接图可以较好地提取、表达字符的几何与拓扑信息。图4给出字符单义域表示实例。

6结束语

本文采用单义域邻接图来表达图象信息，在确定笔划域的基础上进行图文分割及字符提取，整体性很强。本研究算法已被应用于我们开发的工程图纸扫描图象识别与理解系统之中，字符提取效果较好。但仍需进一步完善，研究各种复杂情况，以提高字符及其笔划特征提取精度，尤其是研究各种结构汉字，进行以笔划为基础的中西文识别。

参考文献

[1]邹荣金，蔡士杰，张福炎等.字符粘连及字线相交的分割与识别方法.软件学报，1999，10(3)：241-247

[2]胡友兰，黄树槐，常明.工程图中字符分离和标注字符串生成技术.华中理工大学学报，1997，25（3）：30-33

[3]陈勇，朱林，常明.工程图中粘连字符的提取与分割.华中理工大学学报，1996，24（4）：23-26

[4]S.DiZenzo,L.Cinque,andS.Levialdi.Run-BasedAlgorithmsforBinaryImageAnalysisandProcessing.IEEETransactionsonPatternAnalysisandMachineIntelligence,1996，18(1)：83-89

[5]王金鹤.基于条形域结构的扫描图样识别理论与方法研究（博士学位论文）.大连，大连理工大学，1999.6

[6]江早，刘积仁，刘晋军.工程图纸图象图文自动分割工具SegChar.软件学报，1999，10（6）:589-594

[7]李伟青，彭群生.一种新的字符提取和组合算法.工程图学学报，1997，No.2-3：38-45

[8]L.Y.TsengandC.T.Chuang.AnefficientKnowledge-BasedStrokeExtractionMethodforMulti-FontChineseCharacters.PatternRecognition,1992,25(12):1445-1458

AnAlgorithmofExtractingCharactersfromScannedImageofEngineeringDrawingsUsingPrimitiveRegionAdjacencyGraph

第2篇

配合重要新闻播出的口播评论：这是最早出现的一种口播评论形式。多数不署名，即以本台的名义阐述对有关事物的看法和见解；一般配合当天某一重要新闻播发，没有固定播出周期；篇幅短小，议论力求集中、切中要害。初期多数是按照报刊评论的模式撰写的，以“短评”或“编后语”的名目播出。以后逐渐注意体现电视的传播特点，有时插播与内容相关的图片，日渐重视语言的规范化、通俗化、口语化；同时播音员也越来越注意利用出图像的条件，调动表情、动作等非语言符号强化表达效果。这种配合新闻播出的口播评论，无论对于观众理解重要新闻还是及时引导社会舆论、指导社会实践仍然具有图像评论不可取代的存在价值和社会意义。

常设栏目播出的口播评论：中央电视台《东方时空·面对面》，开了这种口播评论的先河，并把它定位为“纯谈话类”栏目。这个栏目每天播出一个话题，题材多为观众关注的社会现象、社会问题，多数运用夹叙夹议的表现方法，具有相当鲜明的谈话特点。在《东方时空》的影响和带动下，不少省市的电视台都相继开办了类似的口播评论栏目。下面的例子来自重庆电视台的《记者观察》，是围绕着“明星该不该做广告”而展开议论的。评论者由此提出：明星屡屡参与做虚假广告，大肆坑害消费者，除开他们的道德和法制意识存在严重的缺陷外，问题到底出在谁身上？请看评论者是如何进行生动而犀利的评论的：

明星能不能给药品做广告？这个问题的提出，是因为近年来明星广告激增，而老百姓对他们的夸张、不实之词和误导多有怨言的缘故。药品和食品都不是闹着玩的，吃错了会出人命。即使吃不死，也没有人愿意白花钱吃没用的东西。可是这玩艺儿被明星现身说法一吹，大家就难免上当，上当的次数多了，就要骂明星缺德坑人。有些明星异口同声在广告上说，服了一种药之后、“腰不酸了，背不疼了，腿也不抽筋了”。是不是这么“神”？人们上当过后，又回过味儿来，就怀疑那些明星是不是真的吃过这种药——难道那么巧，他们一个个都曾不约而同地腰酸、背疼、腿抽筋来着？有的受害者还把明星告上法庭，说他们有意弄虚作假，利用自己的知名度和影响骗人——官司自然都不了了之。

评论者紧接着指出：明星们之所以肆无忌惮地以假患者的身份出现在广告上，与商家一道疯狂行骗，其根本原因是尚无一部能管住明星胡作非为的法规出台。然后，继续评论道：

其实人们在这个问题上不应该一味将矛头对着明星。广告总是要人去做的，明星和非明星都有权利受雇做广告。赵本山说：“明星为企业做广告是应该的。药品毕竟是为病人治病的，不是，而且有国家颁发的产品合格证，为什么不能做？”不无道理。但是问题在于，你没有病，你凭什么、又有什么资格以“患者”的身份来“证明”一种药的疗效？更严重的问题在于，劣质的产品、虚假的广告内容以及明星建立在虚假之上的夸张煽情表演，不但坑害了消费者，而且毒化了社会风气。所以，在产品质量和广告内容的源头上把好关，明星们就是想钱想得发疯，赶着做广告，也危害不到老百姓。新的广告审查办法最关键的问题是，要从内容和形式上保证广告的“真”。

在这篇口播评论中，尽管不时有明星做虚假广告的画面出现，但是这些生动、具体的画面并没有喧宾夺主，更没有让人误以为这是图像评论，而始终将注意力集中到评论者，即播报者的口播评论的精彩评析上，尤其是论证者的声调和表情，情和理交融而产生的感染力和说服力。使这台口播评论充满了吸引受众的魅力。

图像评论的概念是相对于口播评论而言。与口播评论最显著的区别是：图像评论必须同时运用画面、声音和屏幕文字多种符号来表现评论的理性与情感。因此这种独特的电视评论形式有两个方面必须提请注意。这两个方面是：第一，图像评论以声画兼备、视听结合区别于口播评论。它虽然集中地体现了电视评论的基本特点，但不是电视评论的唯一形式，而是同口播评论并列的一类评论形式。明确这一点，防止把图像与电视评论等同起来，或者同口播评论对立起来，无论对于图像评论还是整个电视评论的健康发展，都是值得注意的问题。第二、图像评论作为一类电视评论的总称，既涵盖了已有的具体形式，也随时吸纳新的形式，是一个生生不息的开放性系统。虽然目前新闻述评和访谈式评论占居主导地位，但完全可以预料着实践、探索的深化，还将有新的形式出现，已有的形式也将有新的发展。

除此之外，还必须了解，图像评论的表现优势。图像评论除了形诸声音的论述语言以外，还可以调动画面、同期声、屏幕文字等为表现内容服务。符号及符号组合的多样性，给这类评论带来其他媒介的评论、电视播评论难以企及的表现优势。这种表现优势主要集中在两个方面：第一是画面的传真功能，使图像评论对于作为论据的新闻事实的“转述”，能够达到具体、形象、绘形绘色的境界，让人产生有如身临现场、直接面对客观事实的感受；这种以直接再现的方式提供的论据，无疑比任何语言、文字的的描述具有更强的实证性和雄辩的说服力。第二是多种符号的相互配合，既原原本本地把客观事物之“象”呈现于观众面前，又从中引出相应的看法和见解；这样融画面、声音和屏幕文字于一体，比单纯的语言、文字论述，更有利也更方便观众经由具体事物理解抽象内容。

在图像评论中，画面、论述语言、访问同期声、屏幕文字相互必须配合，才能收到强化评论说服力的良好效果，给群从众留下深刻的印象。运用图像的传真功能，使其再现新闻事实论据，从而有力地为评论的论点服务。在两者的关系构成当中，图像与评论间是以一种使人信服的逻辑推理作为关系构成的桥梁的。

在此例举《尊重农民，爱护农民》的几个片断；以帮助我们具体了解图像和评论之间是怎样建立起这种逻辑关系：

第一组：（画面）：河南某县农业局办公室，几个机关干部模样的人正在喝茶、聊天，放肆地大笑，办公室角落，一个干部正在伸懒腰……

（解说词——论述语言）：农村地域广大，农村的事情千头万绪，如果光坐在城里，是一定做不好农村工作的。现在一些地方决策之所以脱离实际，往往与我们的干部深入基层不够有关。

第二组：（画面）：陕西某县农业局旁边，农业局下属的“股份有限公司”的招牌赫然；马路对面几幢醒目的建筑，一是局办的摩配市场，二是下属的一个很大的加油站……

（解说词——论述语言）：农业是国民经济的基础，但是在一些干部的思想和实际工作中忽视农业的现象还比较普遍。要真正解决这个问题，还必须加深对农业重要性的认识。不能因为农产品出现了阶段性的供大于求，就以为我国农业已经过关了。农业是关联全社会的产业，解决农业中的问题，光靠农业部门是远远不够的。各部门都要把支持农业作为自己义不容辞的责任，增强服务意识，采取切实措施，支持农业和农村的发展，农业的效益不仅体现在农民收入上，还体现在对整个国民经济发展的支撑上；不仅体现在经济效益上，还体现在社会效益上，不能因为农业的比较效益低，就忽视对农业的投入和支持。

第三组：（画面）：安徽某县县政府大楼，几名县级领导干部正在制定本县农村经济发展“腾飞计划”，县中心广场上树立的巨幅标语牌上写着“上台阶争速度，一年建成小康县”的字样格外醒目……

（解说词——论述语言）：当前要特别强调在干部中加强坚持实事求是的思想路线教育，坚决反对形式主义和虚报浮夸。这里有一个正确估计农村经济发展水平和农民富裕程度的问题。一些地方随意向基层下达各种“达标升级”任务，一些干部为了个人政绩，盲目上项目、铺摊子，造成乡村负债累累，农民负担沉重。这都与过高估计农村经济发展水平和农民富裕程度有关。要教育基层干部，既要对上负责，更要对下负责。即使是上级布置的任务，如果不符合当地农村实际，没有条件完成，也要主动向上反映，做到量力而行，珍惜民力。必须指出，农村基层干部作风中存在的许多问题，同上级机关的和形式主义有很大关系，有些就是上面逼出来的。领导机关和领导干部要结合贯彻落实六中全会决定，解决好自身存在的问题。上级部门在给基层布置任务时，一定要从农村实际出发，体谅基层的困难。要关心和爱护农村基层干部，为他们创造良好的工作条件，保护好他们的积极性。

由此可见，图像表现的效果优势是十分明显的。像这样恰当地运用图像符号，按照图像符号自身的表现功能和规律来突出这种优势，可以收到事半功倍的奇效。试看，第一组画面里，农业干部们的无所事事具有很强的讽刺意味；第二组画面里，农业局不重视农业、农村、农民，反映出一些农业部门的撒手放任，不仅服务意识缺乏，措施缺乏。第三组画面里，形式主义泛滥，反映出他们缺乏尊重农民，爱护农村的意识和感情。正是在充分发挥图像符号优势的基础上，评论才得以大显身手，使观众获得强烈的视听功能效果。

第3篇

关键词：图像监控电力系统开发应用

1概述

图像监控系统在工业、邮电、银行等部门应用较多，在电力系统的应用尚处于初期和推广阶段。该系统将现场摄像机摄得的图像通过一定的通讯通道传到监视中心，即可以清晰地看到现场的实际情况。图像监控在电力系统中有以下功能和特点：

（1）适用于无人值班变电所，监视变电所的设备运行和操作状况、发热情况，解决防火、防盗问题，并逐渐与操作人员现场操作的远方监视相结合，必要时各监控中心的图像信息数据要上局计算机网络，供网络用户察看。

（2）由于变电所之间距离较远，通常几十公里，甚至上百公里，通讯是用光纤、微波或电话线等方式进行连接，图像信号传到监控中心必须经过压缩和解压缩，因此图像质量较之现场的模拟信号稍有损失，必须选择好的压缩和解压缩的方式以尽量减少图像的损失。

（3）变电所设备的图像监视以静态物体为主，

动态物体为辅（如操作、防盗等）；监视平时需登高或带电位置的设备情况，如渗油、发热、冒烟等状况；电力大楼的各管理、监视用户通过MIS网的终端进行监控。

（4）要有撤防和布防功能。当变电所有人工作时，要撤防，以免误报警。当变电所位于无人状态时，要布防。

（5）控制功能的主要对象是云台和镜头，包括云台的左右旋转、上下俯仰、镜头聚焦、光圈调整和变焦变倍功能。对于多个云台和镜头的控制，一般采用诸如89C51，8031等单片机加以选择和控制。

2电力系统图像监控的组成

无人值班变电所的图像监控主要由摄像机、云台、编码器、解码器、画面分割器、视频监视器等部分组成。另外，还需与照明系统和防火、防盗系统相结合，成为一个完整的监控系统。

2.1摄像机（包括云台）

摄像机可分为：黑白、彩色、广角、调焦、一体化等多种，适用于不同情况，技术参数也各不相同，黑白摄像机适用于光线不充足地区及夜间无法安装照明设备的地区，可选的分辨率通常高于彩色摄像机。彩色摄像机可以观察设备的红绿灯等情况。一般在变电所采用彩色摄像机，经费紧张或摄像机数目较多时，在电容器室、电缆层等地可采用黑白摄像机；门厅可采用广角镜头的摄像机；控制室、开关室宜采用连带镜头、自动光圈的摄像机，对准目标后能迅速自动调整，不会因支架的抖动或人工因素造成调整困难；球型一体化摄像机是将摄像机、光学镜头、全方位云台、解码驱动器以及附属的底座和防护罩，集成在一个单元中，可以嵌入天花板、吸顶安装或支架安装，适用于室外和主控室墙壁距监控屏较远的地区。室外摄像机还可内置自动温感排风和自动防霜装置，可进行64点全方位预置，随时对2～3台主变油位、中性点闸刀、电容器以及围墙外场景进行监视，总体上降低成本。

此外由于压缩方式对图像的限制，如果图像传递后清晰度最高只能做到640×480，则摄像机的只要选择480线水平清晰度即可，不必选择太高清晰度，以免增加造价。

2.2视频监视器

监视器可分多种：工业监视器、电脑屏幕、电视机、数十台监视器组成的电视墙等，可以根据实际需求进行选择。一般采用计算机作为监视器的，易于操作和控制，由于要显示多画面图像，宜采用17英寸以上的屏幕。采用电视机作为监视器，价格便宜，但图像线数较低，对图像要求较低的场合比较适用；工业监视器清晰度较好，但控制和调节参数的灵活度不如计算机，条件允许的情况下可以采用计算机和工业监视器并用的方式。

2.3画面分割器

使用画面分割器能同时显现前端多个摄像机输出的画面。它分为固定式的四画面分割器和4个以上的多画面分割器。在监控室用计算机进行监视时，易采用4画面分割设备，既使每个画面比较清晰，容易观察，又可以观看多个图像；4个以上的画面比较小，且设备的价格比较高。

2.4编解码设备及相应的图像数据压缩技术

远程的图像传输涉及到图像的压缩和解压缩，一般编码器放置在变电所的控制室内，将现场的图像数据压缩为数字信号，传送到监控中心，解码器放置在监控中心，解开压缩的数据。编码器和解码器是互相对应的。有一对一的配置方式，也有一对多的配置方式。基于主机的视频图像压缩技术有面向硬件的和面向软件的（如Intel的In－deo）两大类。面向硬件的是基于DCT变换（离散余弦变换）等，有如下三种不同的算法：

（1）视频图像压缩算法DVI（数字视频交互），压缩后图像数据率为1．5Mbps。

（2）用于综合业务数字网（ISDN）通信中的H．261算法。

（3）用于动态图像压缩的MPEG标准，目前有MPEG1，MPEG2，MPEG4三种算法。其中MPEG1的图像质量与家用电视系统相近，压缩后的数据率为1Mbps～2Mbps，亮度信号的分辨率为360×240，色度信号的分辨率为180×120，每秒30帧。MPEG2算法的原始目标是对每秒30帧的720×572分辨率的视频信号进行压缩，压缩后的数据传输速率为5Mbps～10Mbps。

目前应用较多的为H．261，MPEG1和MPEG2三种方式，由于变电所的图像是静态和动态相结合，以静态为主，因此三种方式都适合，当然，高倍率的数据压缩是以损失原始数据信息量为代价的，会影响到传输图像的质量。

3图像监控系统方案的比较

3.1监控与通讯

（1）监控方式

1）由调度或监控中心（在局大楼内）统一监视、控制，适用于变电所数量不多，分布较集中的电力局。

2）由若干监控中心分别监控变电所，再将图像上传到局大楼的方式，三级结构，适用于变电所数量较多，分布较广的地区。

3）监控中心与MIS网终端应有一定的优先级，一般来说，监控中心优先控制和操作，MIS终端只能监视和切换画面，两者不能有冲突．（2）通讯与传输方式

图像视频信号的传输途径有多种：一点多址小微波、音频电缆扩频通讯传输、光纤2M数据口传输、电话电缆传输等方式。从实际应用效果来看，光纤传输效果最好。用电话线传输图像容易产生断续现象，不利于观察防火、防盗现象，但观察静态事物，尚可应用。

图像监控系统的分布与通讯通道的布置有关，有以下几种方式：变电所与监控中心有直接的通讯连接；变电所与局大楼有直接的光纤连接，监控中心再与局大楼有通讯连接，两种情况考虑的方案应有所不同。

信息传输通常采用TCP／IP和网络组波（Multicast）的技术，最大限度利用了网络的传输性能和网络带宽，避免网络的拥塞．

3.2信息压缩形式

（1）硬件压缩、软件解压的方式

用一个软件就能解决所有的解压缩问题，且升级换代容易，降低了成本，MIS网上的计算机只要安装相应的软件并授权，就可以成为一台功能齐全的监控主机，但稳定性较硬件为差，同一监控中心的变电所之间兼容性差。

（2）硬件压缩、硬件解压的方式

稳定性好，若采用一对多解码器，成本较低，但兼容性差；若采用一对一编解码器，只要总体设计原理相同，不受产品限制，但主站的控制软件也不具备兼容性，且监控中心的解码设备数量繁多，若监控中心的通讯通过调度中心转发，则电力大楼的硬件设备也很多，且需要两套编解码设备，上网需要两次压缩解压缩。

3.3控制界面操作

主站软件在控制云台方面的操作有两种方式：

（1）界面提供专业控制面板，用鼠标点击相应的方向进行控制。

（2）直接在图形界面上引导云台的转动方向，鼠标指针向哪个方向滑动云台就朝相应方向转动。

后种方式对于监控人员来说，非常方便，易于操作。

可以在电子地图上直接用鼠标双击获得远程终端的图像和对应摄像机切换和控制权。地图可完全模拟相应变电所环境，方便操作人员寻找摄像机和快速切换。

3.4发热报警装置

变电所设备发热也是比较常见的问题，时间一长，容易造成事故。可以采用两种方法监视无人值班变电所的发热状况：

（1）用红外摄像机进行监视报警，成本较高。

（2）用金属片发热变色，摄像机自动巡回检测后自动报警，比常规的红外测温仪要方便很多。金属片一般装设在开关或变压器的端头位置。

3.5无线摄像机和无线对讲设备

采用无线摄像机和无线对讲设备，当变电所有人巡视或操作时，随身携带以便于远方监视，防止走错间隔或误操作。为今后变电所单人操作监视的运行方式做好技术准备。

无线摄像机体积小，且通常镜头和发射天线均包含在其中，发射功率小，传送距离较近，大多在100m之内能接收。因此无线接收接口必须配置在适当的位置（一般在主控室），以保证信号的畅通。

无线摄像机可以做成帽式或手提式。由实践得知，帽式在头上运行人员走动时经常发生抖动，难以迅速聚焦，而手提式结构可视角度大，轻巧便利，比较切合单人操作摄像。

3.6其他设备

（1）升降车。室外一体化摄像机由于架设位置比较高，天长日久玻璃面罩积灰，摄像质量严重下降，定期安排清扫又受到安全距离影响，因此可设计为升降机结构，只在第一次安装调试时需要停电，以后的维护极为方便。

（2）滑轨。开关室的结构一般成行排列，只设一个或少量的摄像头无法看清每个开关柜的状况，无法对运行提供依据。设多个摄像机既增加成本，也存在死角。因此设计和开发步进马达式的电动滑轨装置，操作人员在远方就能控制摄像机前后左右移动，灵活方便，又降低造价。

（3）组合电缆。电力系统对电缆有特殊要求：阻燃、防火、防小动物，目前市场上还无铠装的视频电缆，因此可以设计将控制电缆、视频电缆、电源电缆三合一，制成铠装阻燃电缆，既对高压电磁场起到良好的屏蔽作用，又方便安装和施工。

4其他辅助系统的接入

4.1防火、防盗装置

在没有考虑变电所图像监控时，防火、防盗装置也是作为无人值班变电所的必要条件提出的，它结合综合自动化输出两个综合信号，存在的缺陷是经常出现误报，由于综合信号无法得知什么区域发生火警和盗警，工作人员赶到现场，可能为时已晚。

如果能将防火、防盗结合图像监控系统，就可以解决上述问题。采用警情联动功能，当发生报警时，立即启动摄像机，可以得知是哪个区域发生报警，是否误报，重要情况还可启动自动录像装置，为事故分析提供条件。

目前绝大多数厂家生产的火灾、防盗报警控制器不具备报警规约的输出功能，或只有一个开关量接点输入，因此防火、防盗设备与图像监控的结合需要合作开发，且火灾报警控制器要经中国消防产品质量认证，控制器可采用RS232标准接口与上位机通讯。

与防火、防盗设备相连，探测报警信号源有以下几种：烟感探测器、热感红外线控测器、微波物体移动感知器、开关、玻璃破碎感知器等等。一般无人值班变电所大多采用前三种探测器。若经济条件较好，可采用多种探测器相结合的方式。为减少单一探测原理装置易产生的误报，可以将红外、微波、超身等探测方法组合成双鉴式，即基于两种原理的复合式报警器。

4.2变电所照明系统

图像监控装置启动变电所照明有两种方案：

（1）摄像机上安装射灯，可以随着摄像机的转动而转动，远方控制，灵活性高，但亮度范围有所限制。

（2）启动变电所的照明电源，当有警情或远方控制时，可以开启变电所相应位置的灯光，亮度范围广、效果好。

4.3长延时录像机

监控中心在采用计算机监控时，可用计算机硬盘录像，必要时采用双硬盘备份，但硬盘录像时往往计算机运行速度就很慢，不能同时调用图像或控制。但很多情况下可以在监控中心外接长延时录像机进行录像。24h的长延时录像机比较理想，每日只需更换一盘录像带。讯协议对于子站的技术、通讯接入以及MIS的联网都大有影响，因此一旦主站方案选定后，再采用另一家厂家的产品，很难兼容和接入，对系统的图像质量也很有影响。如果有多个监控中心，虽然不同主站各自可以采用不同的系统，但是如果要联入MIS网，又将会互相冲突。因此在考虑安装图像监控系统时，一定要有一个总体的方案。一般变电所内需要监视的位置有：

（1）主变：油位，中性点接地闸刀，端头的发热情况。

（2）开关室：监视开关室的人员出入及开关操作的正确性，及面板上的微机保护或自动化装置的面板。

（3）门厅：监视进出的人员。

（4）电容器室：防盗、防火监视。

（5）主控室：监视设备、直流系统、自动化装置等设备的读数，计算机等设备的防盗，运行人员的现场情况等。

（6）电缆层：防火。

集各有关单位的人员进行讨论，特别是运行人员对摄像头的布置，通讯人员对通讯的接入和设备调试，计算机人员对于MIS网的接入和设置，保卫人员结合防火、防盗等都要有一个综合的考虑，新建的变电所应在投产之前进行布线和设备安装等需要停电的工作，改造的变电所要结合检修一起施工。在施工中应注意：

（1）图像监控系统的施工安全问题相当重要，既要考虑安装时的安全间距，又要考虑维护的方便性。