[发明专利]一种河流表面平均流速测量装置及方法

权利要求书

1.一种测量河流表面的平均流速的方法，其特征在于，包括：

S1、基于当前时刻和前一时刻的河流表面图像，获得当前时刻的河流表面图像的运动显著性点或运动显著性区域；

S2、基于一定时间内每一时刻的运动显著性点或运动显著性区域，获得一定时间内的平均位移；以及

S3、基于比尺标定系数、所述一定时间内的平均位移以及帧间时间，获得一定时间内的平均流速。

2.如权利要求1所述的测量河流表面平均流速的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S1.1、基于当前时刻和前一时刻的河流表面图像的帧差，获得当前时刻的运动显著性特征图；以及

S1.2、基于所述当前时刻的运动显著性特征图，获得当前时刻的河流表面图像的运动显著性区域。

3.如权利要求2所述的测量河流表面平均流速的方法，其特征在于，所述步骤S1.2包括：

S1.2.1、将当前时刻的运动显著性特征图二值化，获得二值图；

S1.2.2、在所述二值图上选取若干个连通域，任意一个所述连通域为长度或宽度为20-100像素点的矩形；以及

S1.2.3、将所述连通域作为蒙版，查找当前时刻的运动显著性特征图中对应所述连通域的位置，作为所述运动显著性区域。

4.如权利要求3所述的测量河流表面平均流速的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S2.1、在当前时刻的显著性特征图中搜索与前一时刻的每个运动显著性区域匹配的匹配区域；

S2.2、计算所述匹配区域在前一时刻至当前时刻在运动显著性特征图中相对位移；以及

S2.3、基于一定时间内每一时刻对应的匹配区域的相对位移，获得相对位移的直方图，对所述直方图内峰值以及峰值附近一定范围的区域的值的平均值，作为所述一定时间内的平均位移。

5.如权利要求1所述的测量河流表面平均流速的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S1.1、基于当前时刻和前一时刻的河流表面图像的帧差，获得当前时刻的运动显著性特征图；

S1.2、基于角点检测法，检测所述运动显著性特征图中的关键点，获得该时刻的所述运动显著性点。

6.如权利要求5所述的测量河流表面平均流速的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S2.1、对一定时间内每个时刻的运动显著性特征图中所述运动显著性点的sift特征，从当前时刻的运动显著性点中搜索与前一时刻的运动显著性点的sift特征匹配的点，作为匹配点；

S2.2、计算所述匹配点在前一时刻至当前时刻在运动显著性特征图中相对位移；以及

S2.3、基于一定时间内每一时刻对应的匹配点的相对位移，获得相对位移的直方图，对所述直方图内峰值以及峰值附近一定范围的区域的值的平均值，作为一定时间内的平均位移。

7.如权利要求1所述的测量河流表面平均流速的方法，其特征在于，所述步骤S3之前还包括：

基于摄像距离、摄像角度以及摄像焦距，获得所述比尺标定系数。

8.一种测量河流表面平均流速的系统，其特征在于，包括：

运动显著性检测装置，用于基于当前时刻和前一时刻的河流表面图像，获得当前时刻的河流表面图像的运动显著性点或运动显著性区域；

平均位移检测装置，与所述运动显著性检测装置连接，基于一定时间内每一时刻的运动显著性点或运动显著性区域，获得一定时间内的平均位移；以及

平均流速检测装置，与所述平均位移检测装置连接，所述平均流速检测装置用于基于比尺标定系数和一定时间内每个时刻的平均位移以及帧间时间，获得一定时间内的平均流速。

9.如权利要求8所述的测量河流表面平均流速的系统，其特征在于，所述运动显著性检测装置包括：

特征图生成模块，用于基于当前时刻和前一时刻的河流表面图像的帧差，获得当前时刻的运动显著性特征图；以及

显著性检测模块，与所述特征图生成模块连接，所述显著性检测模块基于所述当前时刻的运动显著性特征图，获得当前时刻的河流表面图像的运动显著性区域。

10.如权利要求9所述的测量河流表面平均流速的系统，其特征在于，所述平均位移检测装置包括：

匹配区域检查模块，与所述特征图生成模块和显著性检测模块连接，所述匹配区域检查模块用于在当前时刻的显著性特征图中搜索与前一时刻的每个运动显著性区域匹配的匹配区域；

相对位移计算模块，与所述匹配区域检查模块连接，所述相对位移计算模块用于计算所述匹配区域在前一时刻至当前时刻在运动显著性特征图中相对位移；以及

平均位移计算模块，基于一定时间内每一时刻对应的匹配区域的相对位移，获得相对位移的直方图，对所述直方图内峰值以及峰值附近一定范围的区域的值的平均值，作为所述一定时间内的平均位移。