[發(fā)明專利]基于視頻監(jiān)控的海漂垃圾提取和面積計算方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711484603.3
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108198214A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔文婧;張彩云
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學
• 主分類號: G06T7/62
• 分類號: G06T7/62;G06T5/00;H04N7/18
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

基于視頻監(jiān)控的海漂垃圾提取和面積計算方法，監(jiān)測攝像監(jiān)控系統(tǒng)；海漂垃圾提取方法：對攝像頭拍攝的照片根據(jù)水色的差異分別采用不同的基于灰度拉伸的最大類間方差法提取海漂垃圾，將提取海漂垃圾部分用紅色顯示在原圖上。由相機獲得海漂垃圾面積，得相機的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括監(jiān)控攝像機的最大圖像尺寸、相素、實際處理圖像尺寸、整個成像元的實際物理尺寸、每個像元的尺寸、焦距。在海漂垃圾提取方面根據(jù)水色的不同采用基于灰度拉伸的最大類間方差法可以較為準確的提取海漂垃圾，通過知道攝像頭距離海面的高度、焦距、以及cmos上像元的尺寸、相機中心視線與豎直方向的夾角即可使用提取出的海漂垃圾計算海漂垃圾的覆蓋面積，結(jié)果簡便易得。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海漂垃圾提取，尤其是涉及基于視頻監(jiān)控的海漂垃圾提取和面積計算方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的海漂垃圾提取與面積計算方法介紹如下：

1、最大類間方差法原理(齊麗娜等,2006)

最大類間方差法是由日本學者大津于1979年提出的，是一種自適應的閾值確定方法，又叫大津法，簡稱OTSU。它是按圖像的灰度特性，將圖像分成背景與目標2部分。背景和目標之間的類間方差越大，說明構(gòu)成圖像2部分的差別越大，當部分目標錯分為背景或部分背景錯分為目標都會導致2部分差別變小。因此，使類間方差最大的分割意味著錯分概率最小。大津法的基本原理是對于圖像I(x,y),根據(jù)閾值t把像素點分成背景x0和目標x1兩部分。其中目標像素點數(shù)占整幅圖的比例記為w0,平均灰度為p0；背景像素點占整幅圖的比例為w1,平均灰度為p1。圖像總平均灰度偽p，類間方差為g。按下式計算x0與x1之間的類間方差：

p＝w0p0+w1p1 (1)

g＝w0(p0-p)²+w1(p1-p)² (2)

g＝w0w1(p0-p1)² (3)

閾值t從0～255遍歷整個圖像的灰度級，求出使類間方差最大的閾值t_max,即為所求。

2、基于灰度拉伸的最大類間方差法原理(高娜等,2009)

由最大類間方差法，如果背景與目標的灰度值相差不大就會嚴重影響圖像的分割效果，基于灰度拉伸的最大類間方差法就是對原有圖像進行灰度拉伸變換，再對變換后的灰度圖像使用最大類間方差法分割的方法。所采用的灰度拉伸不是完全的線性變換，而是分段進行線性變換，目的是增加原圖像的灰度級數(shù)。對于一幅圖像灰度集中在較暗的區(qū)域而導致圖像偏暗，采用灰度拉伸(斜率>1)物體灰度區(qū)間以改善圖像，同樣如果圖像灰度集中在較亮的區(qū)域而導致圖像偏亮，也可以用灰度拉伸功能來壓縮(斜率<1)物體灰度區(qū)間以改善圖像質(zhì)量。

3、攝像機定標-針孔模型(趙志杰，2013)

很大的范圍內(nèi)可以將海平面看做一個水平的平面，因此采用一種計算機視覺領(lǐng)域的簡單的標定方法——針孔模型，即把相機的鏡頭認為是光學中心，相加的成像元件為成像模型的像方平面。這種模型的計算精度不高。當要求提高計算精度尤其是相機是廣角鏡頭時，這種模型并不能夠很好的反應相機的成像特征。由于拍攝的范圍較廣且相機非廣角鏡頭因此選用這種方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供基于視頻監(jiān)控的海漂垃圾提取和面積計算方法。

本發(fā)明包括以下步驟：

1)監(jiān)測攝像監(jiān)控系統(tǒng)；

在步驟1)中，所述監(jiān)測攝像監(jiān)控系統(tǒng)的具體方法可為：