基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作系統(tǒng)及方法：構(gòu)建好的數(shù)字圖像識(shí)別結(jié)果與計(jì)算機(jī)五防模擬對(duì)比模型，通過對(duì)比確認(rèn)識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)操作間隔是否有誤，若間隔識(shí)別與正常模擬票一致則監(jiān)護(hù)人、操作人員以及值班長在基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作系統(tǒng)上各自簽名，然后到相應(yīng)間隔進(jìn)行倒閘操作，正確倒閘操作對(duì)電子操作票進(jìn)行標(biāo)記并對(duì)操作結(jié)果進(jìn)行錄音，進(jìn)行所有的倒閘操作后將操作完的電子票回傳五防系統(tǒng)，錄音導(dǎo)出計(jì)算機(jī)后上傳PMS系統(tǒng)。本發(fā)明集電子倒閘操作票導(dǎo)入、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備識(shí)別、操作語音錄音、電子五防閉鎖鑰匙一體的智能倒閘操作系統(tǒng)，在確保倒閘操作的安全性基礎(chǔ)上，方便操作人員工作現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行操作票，確保倒閘操作的正確性，提高倒閘操作時(shí)效性。
【專利說明】
基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)的電力設(shè)備的倒閘操作過程的監(jiān)控與安全管理的領(lǐng)域，具體 涉及一種基于數(shù)字圖像處理識(shí)別實(shí)現(xiàn)倒閘操作、設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 倒閘操作是電力系統(tǒng)運(yùn)行中經(jīng)常進(jìn)行的重要工作，如果發(fā)生差錯(cuò)，會(huì)造成電力系 統(tǒng)或人身事故，甚至導(dǎo)致電力系統(tǒng)瓦解或人員傷亡。目前電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式愈來愈復(fù)雜 多變，電力設(shè)備的倒閘操作更加頻繁，開具電力倒閘操作票、實(shí)際操作流程仍然復(fù)雜繁瑣。 由于電力建設(shè)規(guī)模不斷增加，變電站、線路數(shù)量倍增，停電檢修次數(shù)同樣倍增，運(yùn)維人員需 承受更多的倒閘操作任務(wù);傳統(tǒng)倒閘操作無法實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)更新;實(shí)際操作中操作人 員需攜帶錄音筆、操作票、操作把手、對(duì)講機(jī)等工具，容易造成攜帶遺落影響倒閘操作進(jìn)度。
[0003] 目前倒閘操作流程必須在中心調(diào)度值班員統(tǒng)一指揮下，按照規(guī)定操作程序向倒閘 操作負(fù)責(zé)人發(fā)布操作命令，然后由操作人員按照命令操作。具體實(shí)現(xiàn)流程如下：
[0004] -、操作人員按調(diào)度預(yù)先下達(dá)的操作任務(wù)(操作步驟)正確填寫操作票。
[0005] 二、經(jīng)監(jiān)護(hù)人審票并預(yù)演正確或三種人審票正確。
[0006] 三、操作前明確操作目的，做好危險(xiǎn)點(diǎn)分析和預(yù)控
[0007] 四、調(diào)度正式發(fā)布操作指令及發(fā)令時(shí)間，接令人接受操作指令時(shí)，必須嚴(yán)格按統(tǒng)一 操作術(shù)語，做好記錄、錄音，并進(jìn)行復(fù)誦無誤。
[0008] 五、操作人員檢查核對(duì)設(shè)備命名、編號(hào)和狀態(tài)。
[0009] ①、接令人接受正式操作指令后，操作人、監(jiān)護(hù)人應(yīng)對(duì)照模擬圖進(jìn)行模擬操作，并 且操作人、監(jiān)護(hù)人均認(rèn)為操作票正確后，由監(jiān)護(hù)人填寫操作開始時(shí)間。
[0010] ②、正式操作前，由監(jiān)護(hù)人拿鑰匙，操作人拿操作工具、安全用具到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際 操作。
[0011] 六、操作票逐項(xiàng)唱票、復(fù)誦、監(jiān)護(hù)、操作，確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)變位并勾票
[0012] 七、向調(diào)度匯報(bào)操作結(jié)束及時(shí)間
[0013] 八、簽銷操作票，然后做好記錄。
[0014] 在以上操作流程過程中，監(jiān)護(hù)人員需要攜帶紙質(zhì)操作票、錄音筆、操作人員可能需 要攜帶各種安全工器具、地刀搖把、照明燈(夜晚操作)等工具，攜帶工器具較為繁重，而且 在實(shí)際應(yīng)用中，由于操作人員與監(jiān)護(hù)人員的素質(zhì)與規(guī)范意識(shí)的差異，可能導(dǎo)致不按照操作 規(guī)范進(jìn)行倒閘操作的情況時(shí)有發(fā)生，誤操作與遺漏操作導(dǎo)致電氣設(shè)備事故風(fēng)險(xiǎn)始終存在， 更有甚者有些監(jiān)護(hù)人與操作人員擅自省去監(jiān)護(hù)復(fù)誦錄音的程序，后續(xù)采取后錄音或補(bǔ)錄音 方式，無法保證倒閘操作在合理規(guī)范下執(zhí)行。
[0015] 以往發(fā)明專利(ZL20092009459.5)提出了采用實(shí)時(shí)通訊與監(jiān)控裝置，對(duì)倒閘操作 人員進(jìn)行監(jiān)控，該裝置雖然提高了后臺(tái)監(jiān)督力度，但是也存在較多不足:真正在無人值守的 倒閘操作中，需要配置更多人員，增加人力資源，其次需要操作人員將電氣設(shè)備放置于合理 的影響范圍中，單一影響無法滿足監(jiān)護(hù)作用。
[0016] 發(fā)明專利（ZL201110003450.2)是在ZL20092009459.5專利基礎(chǔ)上，進(jìn)行倒閘操作 或設(shè)備巡檢全方位的監(jiān)控，該發(fā)明專利雖然實(shí)現(xiàn)方式簡單，易于控制，但是該系統(tǒng)需操作人 員攜帶裝置較為復(fù)雜、同時(shí)音頻傳輸后臺(tái)時(shí)通信是否可靠，是否會(huì)延遲失真影響后臺(tái)監(jiān)護(hù) 人員的判斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 為了克服目前針對(duì)傳統(tǒng)倒閘操作過程中以及相關(guān)技術(shù)方案的不足，對(duì)此本發(fā)明提 出一種基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作方法，主要是設(shè)計(jì)圖像處理識(shí)別系統(tǒng)，集電子倒 閘操作票導(dǎo)入、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備識(shí)別、操作語音錄音、電子五防閉鎖鑰匙一體的智能倒閘操作系 統(tǒng)，在確保倒閘操作的安全性基礎(chǔ)上，方便操作人員工作現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行操作票，確保倒閘操作的 正確性，縮短倒閘操作時(shí)間，提高倒閘操作時(shí)效性。
[0018] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案進(jìn)行實(shí)現(xiàn)：一種基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作系 統(tǒng)，包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的主控制器，其特征在于:還包括設(shè)置在殼體上的數(shù)字圖像處 理攝像頭、與上位機(jī)交互接口、可觸控顯示屏、簽字模塊、可輸入模擬鍵盤、接收音頻與錄音 口；數(shù)字圖像處理攝像頭獲取間隔銘牌信息，數(shù)字圖像處理攝像頭將獲取的圖片、底片、文 字圖形變換為電信號(hào)，再由主控制器進(jìn)行特征提取和分類判決;特征提取為抽出能反映事 物本質(zhì)的特征;分類判決為根據(jù)所提取的特征做出分類結(jié)論的過程;與上位機(jī)交互接口用 于與上位機(jī)進(jìn)行交互;可觸控顯示屏用于顯示電子倒閘操作票及簽到信息；簽字模塊用于 監(jiān)護(hù)人、操作人員以及值班長進(jìn)行簽名；可輸入模擬鍵盤用于操作結(jié)果及其他參數(shù)的錄入； 接收音頻與錄音口用于拾取音頻。
[0019] 進(jìn)一步的，所述簽字模塊為手印識(shí)別模塊;主控制器預(yù)先通過所述手印識(shí)別模塊 采集并存儲(chǔ)監(jiān)護(hù)人、操作人員以及值班長的掌紋信息;簽字時(shí)通過手印識(shí)別模塊采集簽到 人員的掌紋信息并與主控制器預(yù)先存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)成功表示簽字成功，否則表 示簽字不成功。
[0020] 本發(fā)明還提供一種基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作的方法，其特征在于:包括 以下步驟：
[0021] 步驟S1:在計(jì)算機(jī)后臺(tái)上撰寫并經(jīng)五防模擬驗(yàn)證模擬需操作的電子倒閘操作票， 并將其導(dǎo)入如權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作系統(tǒng);步驟S2:將由數(shù)字 圖像處理攝像頭獲取的模擬圖像構(gòu)建數(shù)字圖像;步驟S3:將構(gòu)建好的數(shù)字圖像識(shí)別結(jié)果與 計(jì)算機(jī)五防模擬對(duì)比模型，通過對(duì)比確認(rèn)識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)操作間隔是否有誤，若間隔識(shí)別與正常 模擬票一致則執(zhí)行步驟S4,若間隔識(shí)別不正確則判斷為誤入間隔，并返回至步驟S2;步驟 S4:監(jiān)護(hù)人、操作人員以及值班長在基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作系統(tǒng)上各自簽名，然 后到相應(yīng)間隔進(jìn)行倒閘操作，正確倒閘操作對(duì)電子操作票進(jìn)行標(biāo)記并對(duì)操作結(jié)果進(jìn)行錄 音，并返回步驟S3;步驟S5:進(jìn)行所有的倒閘操作后將操作完的電子票回傳五防系統(tǒng)，錄音 導(dǎo)出計(jì)算機(jī)后上傳 PMS系統(tǒng)。
[0022] 進(jìn)一步的，步驟S2包括以下具體步驟:步驟S21:對(duì)模擬圖像進(jìn)行采樣，先沿垂直方 向按一定間隔從上到下順序地沿水平方向直線掃描，取出各水平線上灰度值的一維掃描； 再對(duì)一維掃描線信號(hào)按一定間隔采樣得到離散信號(hào)，即先沿垂直方向采樣，再沿水平方向 采樣;步驟S22:對(duì)一幅模擬圖像采樣時(shí)，若每行像素為Μ個(gè)，每列像素為N個(gè)，則圖像大小為Μ XN個(gè)像素;采樣間隔的大小選取由原圖像中包含的細(xì)微濃淡變化來決定，根據(jù)一維采樣定 理，若一維信號(hào)g(t)的最大頻率為ω，以Τ<1/2ω為間隔進(jìn)行采樣，則能夠根據(jù)采樣結(jié)果g
(11')(1 =~，-1，0，1，，"）完全恢復(fù)8(〇， 驟S23:模擬圖像經(jīng)過采樣后，在時(shí)間和空間上離散化為像素，若連續(xù)灰度值用z來表示，對(duì) 于滿足zi < z < zi+Ι的z值，都量化為整數(shù)qi，其中qi稱為像素的灰度值，z與qi的差稱為量 化誤差，像素值量化后用一個(gè)字節(jié)8bit來表示，把由黑一灰一白的連續(xù)變化的灰度值，量化 為0~255共256級(jí)灰度值，灰度值的范圍為0~255,表示亮度從深到淺，對(duì)應(yīng)圖像中的顏色 為從黑到白；一幅圖像在采樣時(shí)，行、列的采樣點(diǎn)與量化時(shí)每個(gè)像素量化的級(jí)數(shù)，既影響數(shù) 字圖像的質(zhì)量，也影響到該數(shù)字圖像數(shù)據(jù)量的大小，假定圖像取MXN個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)像素量化 后的灰度二進(jìn)制位數(shù)為Q，Q取為2的整數(shù)冪，即Q=2k，則存儲(chǔ)一幅數(shù)字圖像所需的二進(jìn)制位
;步驟S24:圖像f(x，y)經(jīng)數(shù)字化后，用 一個(gè)離散量組成的矩陣g( i，j)來表示：
[0023]
，矩陣中的每一個(gè)元素稱 為像元、圖像元素或像素，而g(i，j)代表(i，j)點(diǎn)的灰度值，即亮度值；由于g(i，j)代表該點(diǎn) 圖像的光強(qiáng)度，而光是能量的一種形式，所以g(i，j)必須大于零，且為有限值，即：〇<g(i， j)<~;如果是一幅彩色圖像，各點(diǎn)的數(shù)值用g(i，j，A)表示，其中λ是波長。
[0024]較佳的，對(duì)模擬圖像進(jìn)行采樣為正方形點(diǎn)陣取樣或三角形點(diǎn)陣取樣或正六角形點(diǎn) 陣取樣。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0026] (1)本發(fā)明可以為倒閘操作的運(yùn)維人員省去攜帶部分工具，真正實(shí)現(xiàn)無紙化倒閘 操作；
[0027] (2)本發(fā)明可以對(duì)倒閘操作進(jìn)行全程錄像，可以實(shí)現(xiàn)后臺(tái)監(jiān)控，杜絕運(yùn)維人員倒閘 操作的習(xí)慣性違章行為，具有較強(qiáng)的安全性與實(shí)用性；
[0028] (3)本發(fā)明在不違反倒閘操作流程的基礎(chǔ)上，結(jié)合錄音、指紋識(shí)別、五防后臺(tái)系統(tǒng) 相匹配等方法進(jìn)一步完善倒閘操作流程。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明的基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030] 圖2a為按正方形點(diǎn)陣取樣的數(shù)字化采樣示意圖。
[0031]圖2b為按正六角形點(diǎn)陣取樣的數(shù)字化采樣示意圖。
[0032]圖3為間隔采樣示意圖。
[0033]圖4為間隔數(shù)字化量化示意圖。
[0034]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0036] 一種基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作系統(tǒng)，包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的主控制 器，還包括設(shè)置在殼體上的數(shù)字圖像處理攝像頭、與上位機(jī)交互接口、可觸控顯示屏、簽到 模塊、可輸入模擬鍵盤、接收音頻與錄音口；數(shù)字圖像處理攝像頭獲取間隔銘牌信息，數(shù)字 圖像處理攝像頭將獲取的圖片、底片、文字圖形變換為電信號(hào)，再由主控制器進(jìn)行特征提取 和分類判決;特征提取為抽出能反映事物本質(zhì)的特征;分類判決為根據(jù)所提取的特征做出 分類結(jié)論的過程;與上位機(jī)交互接口用于與上位機(jī)進(jìn)行交互;可觸控顯示屏用于顯示電子 倒閘操作票及簽到信息;簽到模塊用于監(jiān)護(hù)人、操作人員以及值班長進(jìn)行簽名;可輸入模擬 鍵盤用于操作結(jié)果及其他參數(shù)的錄入;接收音頻與錄音口用于拾取音頻。主要結(jié)構(gòu)示意圖 參見圖1。其中：〇1--數(shù)字圖像處理攝像頭;02--與計(jì)算機(jī)交互的USB口；03--可觸控 顯示屏;04、05、06-一分別為操作人員、監(jiān)護(hù)人員、值班長簽字或按手紋處;07-一可輸入 模擬鍵盤;08-一接收音頻與錄音口
[0037]進(jìn)一步的，所述簽字模塊為手印識(shí)別模塊;主控制器預(yù)先通過所述手印識(shí)別模塊 采集并存儲(chǔ)監(jiān)護(hù)人、操作人員以及值班長的掌紋信息;簽字時(shí)通過手印識(shí)別模塊采集簽字 人員的掌紋信息并與主控制器預(yù)先存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)成功表示簽字成功，否則表 示簽字不成功。
[0038]本發(fā)明還提供一種基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作的方法，其包括以下步驟： [0039]步驟S1:在計(jì)算機(jī)后臺(tái)上撰寫并經(jīng)五防模擬驗(yàn)證模擬需操作的電子倒閘操作票， 并將其導(dǎo)入如權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作系統(tǒng);步驟S2:將由數(shù)字 圖像處理攝像頭獲取的模擬圖像構(gòu)建數(shù)字圖像;步驟S3:將構(gòu)建好的數(shù)字圖像識(shí)別結(jié)果與 計(jì)算機(jī)五防模擬對(duì)比模型，通過對(duì)比確認(rèn)識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)操作間隔是否有誤，若間隔識(shí)別與正常 模擬票一致則執(zhí)行步驟S4,若間隔識(shí)別不正確則判斷為誤入間隔，并返回至步驟S2;步驟 S4:監(jiān)護(hù)人、操作人員以及值班長在基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作系統(tǒng)上各自簽名，然 后到相應(yīng)間隔進(jìn)行倒閘操作，正確倒閘操作對(duì)電子操作票進(jìn)行標(biāo)記并對(duì)操作結(jié)果進(jìn)行錄 音，并返回步驟S3;步驟S5:進(jìn)行所有的倒閘操作后將操作完的電子票回傳五防系統(tǒng)，錄音 導(dǎo)出計(jì)算機(jī)后上傳 PMS(power production management system工程生產(chǎn)管理系統(tǒng)）系統(tǒng)。 [0040]進(jìn)一步的，步驟S2包括以下具體步驟:步驟S21:對(duì)模擬圖像進(jìn)行采樣，先沿垂直方 向按一定間隔從上到下順序地沿水平方向直線掃描，取出各水平線上灰度值的一維掃描； 再對(duì)一維掃描線信號(hào)按一定間隔采樣得到離散信號(hào)，即先沿垂直方向采樣，再沿水平方向 采樣;步驟S22:對(duì)一幅模擬圖像采樣時(shí)，若每行像素為Μ個(gè)，每列像素為N個(gè)，則圖像大小為Μ ΧΝ個(gè)像素;采樣間隔的大小選取由原圖像中包含的細(xì)微濃淡變化來決定，根據(jù)一維采樣定 理，若一維信號(hào)g(t)的最大頻率為ω，以Τ<1/2ω為間隔進(jìn)行采樣，則能夠根據(jù)采樣結(jié)果g
(11')(1 =~，-1，0，1，，"）完全恢復(fù)8(〇 驟S23:模擬圖像經(jīng)過采樣后，在時(shí)間和空間上離散化為像素，若連續(xù)灰度值用z來表示，對(duì) 于滿足zi < z < zi+Ι的z值，都量化為整數(shù)qi，其中qi稱為像素的灰度值，z與qi的差稱為量 化誤差，像素值量化后用一個(gè)字節(jié)8bit來表示，把由黑一灰一白的連續(xù)變化的灰度值，量化 為0~255共256級(jí)灰度值，灰度值的范圍為0~255,表示亮度從深到淺，對(duì)應(yīng)圖像中的顏色 為從黑到白；一幅圖像在采樣時(shí)，行、列的采樣點(diǎn)與量化時(shí)每個(gè)像素量化的級(jí)數(shù)，既影響數(shù) 字圖像的質(zhì)量，也影響到該數(shù)字圖像數(shù)據(jù)量的大小，假定圖像取ΜΧΝ個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)像素量化 后的灰度二進(jìn)制位數(shù)為Q，Q取為2的整數(shù)冪，即Q = 2k，則存儲(chǔ)一幅數(shù)字圖像所需的二進(jìn)制位
:步驟S24:圖像f (X，y)經(jīng)數(shù)字化后，用 一個(gè)離散量組成的矩陣g( i，j)來表示：
[0041]
，矩陣中的每一個(gè)元素稱 為像元、圖像元素或像素，而g(i，j)代表(i，j)點(diǎn)的灰度值，即亮度值；由于g(i，j)代表該點(diǎn) 圖像的光強(qiáng)度，而光是能量的一種形式，所以g(i，j)必須大于零，且為有限值，即：〇<g(i， j)<~;如果是一幅彩色圖像，各點(diǎn)的數(shù)值用g(i，j，A)表示，其中λ是波長。
[0042]較佳的，對(duì)模擬圖像進(jìn)行采樣為正方形點(diǎn)陣取樣或三角形點(diǎn)陣取樣或正六角形點(diǎn) 陣取樣。
[0043] 對(duì)于變電站現(xiàn)場(chǎng)的間隔的識(shí)別主要是對(duì)間隔設(shè)備銘牌的識(shí)別，包括字符與數(shù)字的 識(shí)別。一個(gè)變電站間隔數(shù)字圖像識(shí)別系統(tǒng)主要包括三部分:間隔銘牌信息的獲取、特征提取 和分類判決。銘牌信息的獲取就是把圖片、底片、文字圖形等用掃描或視頻等設(shè)備變換為電 信號(hào)以備后續(xù)處理;特征提取就是抽出能反映事物本質(zhì)的特征;分類判決是根據(jù)所提取的 特征做出分類結(jié)論的過程。其中，特征提取和分類判決關(guān)系密切。數(shù)字圖像處理的一個(gè)先決 條件就是將連續(xù)圖像離散化處理，轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，圖像的數(shù)字化包括采樣和量化兩個(gè)過 程。
[0044] 設(shè)連續(xù)圖像f(x，y)經(jīng)數(shù)字化后，可以用一個(gè)離散量組成的矩陣g(i，j)(即二維數(shù) 組)來表示，如式(1-1)。
[0046] 矩陣中的每一個(gè)元素稱為像元、圖像元素或像素。而g(i，j)代表（i，j)點(diǎn)的灰度 值，即亮度值。其中對(duì)其數(shù)字化有以下幾點(diǎn)說明：
[0047] (1)由于g(i，j)代表該點(diǎn)圖像的光強(qiáng)度，而光是能量的一種形式，所以g(i，j)必須 大于零，且為有限值，即：0<g(i，j)<〇〇。
[0048] (2)數(shù)字化采樣一般是按正方形點(diǎn)陣取樣的，除此之外還有三角形點(diǎn)陣、正六角形 點(diǎn)陣取樣。如圖2所示。
[0049] (3)以上是用g(i，j)的數(shù)值來表示（i，j)位置點(diǎn)上灰度級(jí)值的大小，即只反映了黑 白灰度的關(guān)系，如果是一幅彩色圖像，各點(diǎn)的數(shù)值還應(yīng)當(dāng)反映色彩的變化，可用g(i，j，A)表 示，其中λ是波長。
[0050]在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作的方法，其包括以 下步驟：
[0051 ] 第一步，采樣過程：
[0052]圖像在空間上的離散化稱為采樣。也就是用空間上部分點(diǎn)的灰度值代表圖像，這 些點(diǎn)稱為采樣點(diǎn)。由于圖像是一種二維分布的信息，為了對(duì)它進(jìn)行采樣操作，需要先將二維 信號(hào)變?yōu)橐痪S信號(hào)，再對(duì)一維信號(hào)完成采樣。具體做法是，先沿垂直方向按一定間隔從上到 下順序地沿水平方向直線掃描，取出各水平線上灰度值的一維掃描。而后再對(duì)一維掃描線 信號(hào)按一定間隔采樣得到離散信號(hào)，即先沿垂直方向采樣，再沿水平方向采樣這兩個(gè)步驟 完成采樣操作。
[0053]對(duì)一幅圖像采樣時(shí)，若每行（即橫向）像素為Μ個(gè)，每列（即縱向）像素為N個(gè)，則圖像 大小為ΜΧΝ個(gè)像素。間隔采樣示意圖參見圖3。
[0054]在進(jìn)行采樣時(shí)，采樣點(diǎn)間隔的選取是一個(gè)非常重要的問題，它決定了采樣后圖像 的質(zhì)量，即忠實(shí)于原圖像的程度。采樣間隔的大小選取要依據(jù)原圖像中包含的細(xì)微濃淡變 化來決定。一般，圖像中細(xì)節(jié)越多，采樣間隔應(yīng)越小。根據(jù)一維采樣定理，若一維信號(hào)g(t)的 最大頻率為ω，以Τ<1/2ω為間隔進(jìn)行采樣，則能夠根據(jù)采樣結(jié)果g(iT)(i =…，_1，0， 1，···)完全恢復(fù)g(t)，即
[0057] 第二步，量化處理：
[0058]模擬圖像經(jīng)過采樣后，在時(shí)間和空間上離散化為像素。但采樣所得的像素值（即灰 度值)仍是連續(xù)量。把采樣后所得的各像素的灰度值從模擬量到離散量的轉(zhuǎn)換稱為圖像灰 度的量化。量化過程如圖4所示。若連續(xù)灰度值用z來表示，對(duì)于滿足 Zl < z < Zl+1的z值，都量 化為整數(shù)q^qi稱為像素的灰度值，z與qi的差稱為量化誤差。一般，像素值量化后用一個(gè)字 節(jié)8bit來表示。如圖4所示，把由黑一灰一白的連續(xù)變化的灰度值，量化為0~255共256級(jí)灰 度值，灰度值的范圍為〇~255,表示亮度從深到淺，對(duì)應(yīng)圖像中的顏色為從黑到白。一幅圖 像在采樣時(shí)，行、列的采樣點(diǎn)與量化時(shí)每個(gè)像素量化的級(jí)數(shù)，既影響數(shù)字圖像的質(zhì)量，也影 響到該數(shù)字圖像數(shù)據(jù)量的大小。假定圖像取MXN個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)像素量化后的灰度二進(jìn)制位 數(shù)為Q，一般Q指取為2的整數(shù)冪，即Q=2 k，則存儲(chǔ)一幅數(shù)字圖像所需的二進(jìn)制位數(shù)b為 [0059] b=MXNXQ (1-4)
[0061] 第三步：構(gòu)建數(shù)字圖像識(shí)別結(jié)果與后臺(tái)五防模擬對(duì)比模型，通過對(duì)比確認(rèn)識(shí)別現(xiàn) 場(chǎng)操作間隔是否有誤，可以通過五防后臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行二進(jìn)制化處理進(jìn)行對(duì)比實(shí)現(xiàn)。
[0062] 第四步:利用基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作系統(tǒng)導(dǎo)入經(jīng)五防系統(tǒng)開出的電子 倒閘操作票，監(jiān)護(hù)人、操作人員以及值班長各自簽名（可直接按手印實(shí)現(xiàn)），然后到相應(yīng)間隔 進(jìn)行倒閘操作，操作過程中可以利用該系統(tǒng)對(duì)所需間隔進(jìn)行數(shù)字圖像識(shí)別，識(shí)別正確后通 過，正確執(zhí)行后可以電子操作票上打"，"，再到下一個(gè)間隔進(jìn)行下一步操作。
[0063] 實(shí)現(xiàn)該發(fā)明方法的總體流程如圖5所示。
[0064] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作系統(tǒng)，包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的主控制器， 其特征在于:還包括設(shè)置在殼體上的數(shù)字圖像處理攝像頭、與上位機(jī)交互接口、可觸控顯示 屏、簽字模塊、可輸入模擬鍵盤、接收音頻與錄音口；數(shù)字圖像處理攝像頭獲取間隔銘牌信 息，數(shù)字圖像處理攝像頭將獲取的圖片、底片、文字圖形變換為電信號(hào)，再由主控制器進(jìn)行 特征提取和分類判決;特征提取為抽出能反映事物本質(zhì)的特征;分類判決為根據(jù)所提取的 特征做出分類結(jié)論的過程； 與上位機(jī)交互接口用于與上位機(jī)進(jìn)行交互； 可觸控顯示屏用于顯示電子倒閘操作票及簽字信息； 簽字模塊用于監(jiān)護(hù)人、操作人員以及值班長進(jìn)行簽名； 可輸入模擬鍵盤用于操作結(jié)果及其他參數(shù)的錄入； 接收音頻與錄音口用于拾取音頻。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作系統(tǒng)，其特征在于:所述簽 到模塊為手印識(shí)別模塊;主控制器預(yù)先通過所述手印識(shí)別模塊采集并存儲(chǔ)監(jiān)護(hù)人、操作人 員以及值班長的掌紋信息;簽到時(shí)通過手印識(shí)別模塊采集簽到人員的掌紋信息并與主控制 器預(yù)先存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)成功表示簽字成功，否則表示簽字不成功。3. -種基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作的方法，其特征在于:包括以下步驟： 步驟S1:在計(jì)算機(jī)后臺(tái)上撰寫并經(jīng)五防模擬驗(yàn)證模擬需操作的電子倒閘操作票，并將 其導(dǎo)入如權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作系統(tǒng)； 步驟S2:將由數(shù)字圖像處理攝像頭獲取的模擬圖像構(gòu)建數(shù)字圖像； 步驟S3:將構(gòu)建好的數(shù)字圖像識(shí)別結(jié)果與計(jì)算機(jī)五防模擬對(duì)比模型，通過對(duì)比確認(rèn)識(shí) 別現(xiàn)場(chǎng)操作間隔是否有誤，若間隔識(shí)別與正常模擬票一致則執(zhí)行步驟S4,若間隔識(shí)別不正 確則判斷為誤入間隔，并返回至步驟S2; 步驟S4:監(jiān)護(hù)人、操作人員以及值班長在基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作系統(tǒng)上各 自簽名，然后到相應(yīng)間隔進(jìn)行倒閘操作，正確倒閘操作對(duì)電子操作票進(jìn)行標(biāo)記并對(duì)操作結(jié) 果進(jìn)行錄音，并返回步驟S3; 步驟S5:進(jìn)行所有的倒閘操作后將操作完的電子票回傳五防系統(tǒng)，錄音導(dǎo)出計(jì)算機(jī)后 上傳 PMS系統(tǒng)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作的 方法，其特征在于:步驟S2包括以下具體步驟： 步驟S21:對(duì)模擬圖像進(jìn)行采樣，先沿垂直方向按一定間隔從上到下順序地沿水平方向 直線掃描，取出各水平線上灰度值的一維掃描;再對(duì)一維掃描線信號(hào)按一定間隔采樣得到 離散信號(hào)，即先沿垂直方向采樣，再沿水平方向采樣； 步驟S22:對(duì)一幅模擬圖像采樣時(shí)，若每行像素為Μ個(gè)，每列像素為N個(gè)，則圖像大小為Μ ΧΝ個(gè)像素;采樣間隔的大小選取由原圖像中包含的細(xì)微濃淡變化來決定，根據(jù)一維采樣定 理，若一維信號(hào)g(t)的最大頻率為ω，以Τ<1/2ω為間隔進(jìn)行采樣，則能夠根據(jù)采樣結(jié)果g (11')(1 =~，-1，0，1，，"）完全恢復(fù)8(〇，艮[步驟S23:模擬圖像經(jīng)過采樣后，在時(shí)間和空間上離散化為像素，若連續(xù)灰度值用z來表 示，對(duì)于滿足zi < z < zi+Ι的z值，都量化為整數(shù)qi，其中qi稱為像素的灰度值，z與qi的差稱 為量化誤差，像素值量化后用一個(gè)字節(jié)8bit來表示，把由黑一灰一白的連續(xù)變化的灰度值， 量化為0~255共256級(jí)灰度值，灰度值的范圍為0~255,表示亮度從深到淺，對(duì)應(yīng)圖像中的 顏色為從黑到白；一幅圖像在采樣時(shí)，行、列的采樣點(diǎn)與量化時(shí)每個(gè)像素量化的級(jí)數(shù)，既影 響數(shù)字圖像的質(zhì)量，也影響到該數(shù)字圖像數(shù)據(jù)量的大小，假定圖像取MXN個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)像素 量化后的灰度二進(jìn)制位數(shù)為Q，Q取為2的整數(shù)冪，即Q=2k，則存儲(chǔ)一幅數(shù)字圖像所需的二進(jìn) 制位數(shù)b為 b=MXNXQ;字節(jié)數(shù)為：步驟S24:圖像f (X，y)經(jīng)數(shù)字化后，用一個(gè)離散量組成的矩陣g( i，j)來表示：矩陣中的每一個(gè)元素稱為像元、圖像元素或像素，而g(i，j)代表（i，j)點(diǎn)的灰度值，gp 亮度值；由于g(i，j)代表該點(diǎn)圖像的光強(qiáng)度，而光是能量的一種形式，所以g(i，j)必須大于 零，且為有限值，即：〇<g(i，j)<m;如果是一幅彩色圖像，各點(diǎn)的數(shù)值用g(i，j，A)表示，其 中λ是波長。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于數(shù)字圖像處理識(shí)別的倒閘操作的方法，其特征在于:對(duì)模 擬圖像進(jìn)行采樣為正方形點(diǎn)陣取樣或三角形點(diǎn)陣取樣或正六角形點(diǎn)陣取樣。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK105869066SQ201610178081
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】許彬, 黃清海, 王家興, 邵安海, 黃志東
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司檢修分公司