[发明专利]基于视频监控的海漂垃圾提取和面积计算方法

说明书

基于视频监控的海漂垃圾提取和面积计算方法，监测摄像监控系统；海漂垃圾提取方法：对摄像头拍摄的照片根据水色的差异分别采用不同的基于灰度拉伸的最大类间方差法提取海漂垃圾，将提取海漂垃圾部分用红色显示在原图上。由相机获得海漂垃圾面积，得相机的数据，数据包括监控摄像机的最大图像尺寸、相素、实际处理图像尺寸、整个成像元的实际物理尺寸、每个像元的尺寸、焦距。在海漂垃圾提取方面根据水色的不同采用基于灰度拉伸的最大类间方差法可以较为准确的提取海漂垃圾，通过知道摄像头距离海面的高度、焦距、以及cmos上像元的尺寸、相机中心视线与竖直方向的夹角即可使用提取出的海漂垃圾计算海漂垃圾的覆盖面积，结果简便易得。

技术领域

本发明涉及海漂垃圾提取，尤其是涉及基于视频监控的海漂垃圾提取和面积计算方法。

背景技术

现有的海漂垃圾提取与面积计算方法介绍如下：

1、最大类间方差法原理(齐丽娜等,2006)

最大类间方差法是由日本学者大津于1979年提出的，是一种自适应的阈值确定方法，又叫大津法，简称OTSU。它是按图像的灰度特性，将图像分成背景与目标2部分。背景和目标之间的类间方差越大，说明构成图像2部分的差别越大，当部分目标错分为背景或部分背景错分为目标都会导致2部分差别变小。因此，使类间方差最大的分割意味着错分概率最小。大津法的基本原理是对于图像I(x,y),根据阈值t把像素点分成背景x0和目标x1两部分。其中目标像素点数占整幅图的比例记为w0,平均灰度为p0；背景像素点占整幅图的比例为w1,平均灰度为p1。图像总平均灰度伪p，类间方差为g。按下式计算x0与x1之间的类间方差：

p＝w0p0+w1p1 (1)

g＝w0(p0-p)²+w1(p1-p)² (2)

g＝w0w1(p0-p1)² (3)

阈值t从0～255遍历整个图像的灰度级，求出使类间方差最大的阈值t_max,即为所求。

2、基于灰度拉伸的最大类间方差法原理(高娜等,2009)

由最大类间方差法，如果背景与目标的灰度值相差不大就会严重影响图像的分割效果，基于灰度拉伸的最大类间方差法就是对原有图像进行灰度拉伸变换，再对变换后的灰度图像使用最大类间方差法分割的方法。所采用的灰度拉伸不是完全的线性变换，而是分段进行线性变换，目的是增加原图像的灰度级数。对于一幅图像灰度集中在较暗的区域而导致图像偏暗，采用灰度拉伸(斜率>1)物体灰度区间以改善图像，同样如果图像灰度集中在较亮的区域而导致图像偏亮，也可以用灰度拉伸功能来压缩(斜率<1)物体灰度区间以改善图像质量。

3、摄像机定标-针孔模型(赵志杰，2013)

很大的范围内可以将海平面看做一个水平的平面，因此采用一种计算机视觉领域的简单的标定方法——针孔模型，即把相机的镜头认为是光学中心，相加的成像元件为成像模型的像方平面。这种模型的计算精度不高。当要求提高计算精度尤其是相机是广角镜头时，这种模型并不能够很好的反应相机的成像特征。由于拍摄的范围较广且相机非广角镜头因此选用这种方法。

发明内容

本发明的目的在于提供基于视频监控的海漂垃圾提取和面积计算方法。

本发明包括以下步骤：

1)监测摄像监控系统；

在步骤1)中，所述监测摄像监控系统的具体方法可为：