[发明专利]一种基于机器视觉的中小自然河流水文水位检测方法

说明书

本发明涉及一种基于机器视觉的中小自然河流水文水位检测方法，包括：S1：对获取的水位原始视频图像进行预处理，得到预处理后的水位图像；S2：利用视觉显著性检测算法对预处理后的水位图像进行检测，得到水位图像的显著图；S3：根据水位图像的显著图对预处理后的水位图像进行分割，得到预分割图像；S4：对预分割图像进行水文尺感兴趣区的提取，得到水文尺ROI图像；S5：判断水文尺ROI图像中的水文尺是否倾斜，若是则对水文尺ROI图像进行倾斜矫正后执行步骤S6，若否则执行步骤S6；S6：对水文尺ROI图像进行水文尺边缘探测和水位线定位处理，得到后分割图像，根据后分割图像得到水位检测结果。本发明通过视觉显著性检测降低背景干扰，提高了水位检测精度。

技术领域

本发明属于河流水文监测技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的中小自然河流水文水位检测方法。

背景技术

水文信息的测量以及获取是现代水利工程建设以及维护的重要方式。一方面，受地理气候特征的影响，我国南北水资源分布不均，南方降水量大，河流众多，在雨季极易发生洪涝灾害。那么水文信息的研究对灾害易发地区河流的治理、开发，以及地区河流汛期的水文灾害预警有着极其重要的意义。

流域内河流水文信息的要素包括河流水位、河流流速、河流流量、河流蒸发量、河流泥沙情况等等，这些要素信息的监测和分析工作尤其重要。其中，河流水位和河流流速直接反映了河流流量大小，及时的获取河流水位的信息，对于河流流域内的抢险避灾具有极大的意义。

大多河流水文站水位监测点又具备视频监控的能力并配置了标准的水文尺，通过河流水文尺获取河流水位的信息，目前的水文检测技术包括接触式水位检测技术和非接触式水位检测技术。接触式水位检测技术包括利用浮子式水位计、压力式水位计等进行水位检测，其存在设备维护成本高、安装工序复杂、测量精度较低的问题。非接触式水位监测设备主要有超声波式水位计、雷达式水位等，其存在成本较高，不具有广泛应用性的问题。传统的基于图像处理的水位检测技术通常通过边缘检测、角点检测、目标匹配等技术，但是其无法克服复杂背景的干扰，仅仅适用于单一简单的背景，一旦提取水文尺的场景背景干扰严重，检测精度将大大降低甚至失效。此外，目前还存在的其他一些水位检测技术，需要对视频图像中的水位尺进行位置预设，或者需要对监控设备进行固件绑定，需要频繁的进行人工校准固定机位或调整水位尺的相关参数，无法灵活切换监测点，依赖人工校准。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于机器视觉的中小自然河流水文水位检测方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种基于机器视觉的中小自然河流水文水位检测方法，包括：

S1：对获取的水位原始视频图像进行预处理，得到预处理后的水位图像；

S2：利用视觉显著性检测算法对所述预处理后的水位图像进行检测，得到水位图像的显著图；

S3：根据所述水位图像的显著图对所述预处理后的水位图像进行分割，得到预分割图像；

S4：对所述预分割图像进行水文尺感兴趣区的提取，得到水文尺ROI图像；

S5：判断所述水文尺ROI图像中的水文尺是否倾斜，若是则对所述水文尺ROI图像进行倾斜矫正后执行步骤S6，若否则执行步骤S6；

S6：对所述水文尺ROI图像进行水文尺边缘探测和水位线定位处理，得到后分割图像，根据所述后分割图像得到水位检测结果。

在本发明的一个实施例中，所述S1包括：

S11：采用小波阈值去噪算法对所述水位原始视频图像进行去噪处理，得到去噪水位图像；

S12：对所述去噪水位图像进行图像增强处理，得到所述预处理后的水位图像。

在本发明的一个实施例中，所述S2包括：