[发明专利]一种河道水位评估方法

权利要求书

1.一种河道水位评估方法，其特征在于，包括：

使用Faster R-CNN截取图像中包含水尺区域的子图像；其中，该图像为摄像头采集的河道水位图像；

对子图像进行预处理；

使用Canny算子对预处理后的图像进行边缘提取，对提取的边缘图像进行水平插值；

使用霍夫直线检测分别对原始边缘图像以及插值后的边缘图像检测竖直边缘与水平边缘；

计算竖直边缘与水平边缘的交点，并根据计算得到的交点及子图像水尺宽度与水尺实际宽度的比例估算出当前的水位高度；

其中，所述使用Canny算子对预处理后的图像进行边缘提取，对提取的边缘图像进行水平插值包括：

使用Canny算子对预处理后的图像进行边缘提取，获得边缘图像T1，其中，T1用于检测水尺的竖直边缘；

使用基于像素区域关系的重采样插值方法对T1进行水平插值，获得具有T1两倍宽度的边缘图像T2，其中，T2用于检测水尺的水平上边缘；

其中，所述使用霍夫直线检测分别对原始边缘图像以及插值后的边缘图像检测竖直边缘与水平边缘包括：

使用霍夫直线检测分别对T1及T2进行直线检测，其中，对T1检测出图像中的竖直直线，对T2检测出图像中的水平直线；直线上的点(x,y)，满足以下关系式：

ρ＝xcosθ+ysinθ

其中，ρ表示检测到的直线距离原点的距离，θ表示直线与水平方向的夹角，对于所有的竖直直线，其θ为0，对于所有的水平直线，其θ为

对于T1中检测到的所有竖直直线，取该直线上距离为子区域宽度距离的两点(x₁,y₁)和(x₂,y₂)，计算其中点的坐标值(x,y)：

取所有竖直直线中x最小的直线L1作为检测到的水尺左边缘直线，取所有竖直直线中x最大的直线L2作为检测到的水尺右边缘直线；同理计算检测出的所有水平直线的中点坐标，并取所有水平直线中y最小的直线L3作为检测出的水尺的上边缘；

使用Faster R-CNN检测出的包含水池区域的子图像的下边缘作为要检测的水尺的下边缘。

2.根据权利要求1所述的河道水位评估方法，其特征在于，所述使用Faster R-CNN截取图像中包含水尺区域的子图像包括：

使用Faster R-CNN对图像中的水尺进行粗定位，截取图像中包含水尺区域的子图像。

3.根据权利要求2所述的河道水位评估方法，其特征在于，所述使用Faster R-CNN对图像中的水尺进行粗定位，截取图像中包含水尺区域的子图像包括：

Faster R-CNN使用VGG16网络对整幅图像进行特征提取；

使用区域生成网络在原图像中生成可能存在水尺的感兴趣区域；

使用深度网络判断感兴趣区域中是否存在目标水尺，若存在目标水尺，则使用矩形检测框包围所述目标水尺；

将检测到的矩形检测框范围从原图像中截取出来，获得包含水尺区域的子图像。

4.根据权利要求1所述的河道水位评估方法，其特征在于，所述对子图像进行预处理包括：

对子图像进行灰度化，生成灰度图像；

对灰度图像进行高斯滤波、闭操作以及开操作。