[发明专利]一种基于计算机视觉的排水监测方法及水体监测方法

说明书

本发明公开了一种基于计算机视觉的排水监测方法及水体监测方法，排水监测方法包括如下步骤：先获取摄像机图像，并在图像中划分呈矩形的待监测区域集合drainBoxes和预设水流方向集合flowLines，并记录待监测区域集合中每个待监测区域drainBox的坐标为[(x1,y1),(x2,y2)]，其中(x1,y1)和(x2,y2)分别为待监测区域drainBox上对角点上的坐标；记录预设水流方向集合flowLines中每个预设水流方向flowLine的坐标为[(fx1,f y1),(fx2,fy2)]，其中，(fx1,f y1)和(fx2,fy2)为预设水流方向flowLine上依次选取两点的坐标。在光流法的基础上根据是否存在水流、水流方向以及同向水流的占比来综合判断是否存在排水。本发明具有能够保持持续监测，防止偷排，有利于降低人力物力投入等优点。

技术领域

本发明涉及水文水利监测技术领域，特别的涉及一种基于计算机视觉的排水监测方法及水体监测方法。

背景技术

在水务、水利、水文等行业，需要对排水状态进行监测，例如对工厂的排污口的排污状态的监管，一旦发现排污则产生相应预警；河流、大坝等场景的翻坝溢流监管(水位是否翻过堤坝，一旦水流翻过堤坝，则产生相应告警)；补水点是否正常进行补水，一旦补水状态异常，则产生相应告警。因此，需要对监控或观测区域内的水流状态进行判断。现有的排水监测主要通过人工巡查，摄像监控或无人机监控，这些监测方式需要大量的人力物力，且无法做到持续监测，不能杜绝偷排行为。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够保持持续监测，防止偷排，有利于降低人力物力投入的基于计算机视觉的排水监测方法及水体监测方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于计算机视觉的排水监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、先获取摄像机图像，并在图像中划分呈矩形的待监测区域集合drainBoxes和预设水流方向集合flowLines，并记录待监测区域集合中每个待监测区域drainBox的坐标为[(x1,y1),(x2,y2)]，其中(x1,y1)和(x2,y2)分别为待监测区域drainBox上对角点上的坐标；记录预设水流方向集合flowLines中每个预设水流方向flowLine的坐标为[(fx1,fy1),(fx2,fy2)]，其中，(fx1,f y1)和(fx2,fy2)为预设水流方向flowLine上依次选取两点的坐标；

S2、监测时，获取连续的M帧，将得到图片的BGR值组成的BGR数字矩阵imgDatas，其维度为N*H*W*D，其中，N为帧数，W为图片宽度，H为图片高度，D为图片通道；

对待监测区域集合drainBoxes中的每个待监测区域drainBox，从BGR数字矩阵imgDatas中提取待监测区域drainBox的位置数据，得到待监测区矩阵detFrames，其维度为N*H1*W1*D，其中，H1为待监测区域drainBox的图片高度，W1为待监测区域drainBox的图片宽度；

采用光流法对待监测区矩阵detFrames的第一个维度求取连续两帧之间各像素点的光流变化值，并得到该待监测区域drainBox的光流输出矩阵ouputFlows，其维度为((N-1)*H1)*W1*D，将所述光流输出矩阵ouputFlows转换为光流二维矩阵ouputFlows_1，表示为((N-1)*H1*W1)*D；

对光流二维矩阵ouputFlows_1的每个光流数据进行遍历处理，若光流二维矩阵ouputFlows_1中对应的两个值(每个点的光流数据是2个值，代表的是光流的方向向量)的绝对值之和大于设定的极小值，则保留该光流数据，否则，删除该光流数据，将保留的光流数据组成的二维矩阵记为光流过滤二维矩阵ouputFlows_2；