[发明专利]基于数字孪生的变化检测数据生成及评估的方法及设备

权利要求书

1.一种基于数字孪生的变化检测数据生成及评估的方法，其特征在于，所述基于数字孪生的变化检测数据生成及评估的方法包括：

获取测试视频，对所述测试视频中物体进行处理，得到所述物体对应的数字物体，将所述数字物体进行调整以构建数字场景；

基于所述数字场景，对所述数字场景中的目标进行自动标注，输出第一二值语义标签图像，并生成变化检测数据；

对所述数字场景设定不同的视觉挑战，获取变化检测模型在不同所述视觉挑战下输出的第二二值语义标签图像，将所述第一二值语义标签图像和所述第二二值语义标签图像进行对比，以完成所述变化检测模型的评估。

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的变化检测数据生成及评估的方法，其特征在于，所述获取测试视频，对所述测试视频中物体进行处理，得到所述物体对应的数字物体，将所述数字物体进行调整以构建数字场景，具体包括：

从数据集的基准中选择一个测试视频，并利用计算机图形学引擎根据所述测试视频中物体的物理属性进行配置，得到所述物体对应的数字物体；

将所述数字物体分为背景模型和前景物体，其中，所述背景模型为所述测试视频中处于静态或者产生有规律变化的物体，所述前景物体为所述测试视频中运动的物体；

将所述背景模型按照所述测试视频中对应物体的位置及状态进行调整，将所述前景物体利用脚本中的均匀加速公式进行速度、方向与位移的调整；

基于调整后的背景模型和前景物体构建出对应的数字场景。

3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的变化检测数据生成及评估的方法，其特征在于，所述基于所述数字场景，对所述数字场景中的目标进行自动标注，输出第一二值语义标签图像，并生成变化检测数据，具体包括：

基于像素值的原则对所述数字场景进行区域划分，得到四个区域，其中，所述四个区域包括静止区域、动态区域、位置区域和非兴趣区域；

将所述四个区域中包含三维物理材质的目标通过软件定义的着色器进行渲染，得到第一二值语义标签图像，并将所述第一二值语义标签图像输出以生成变化检测数据。

4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的变化检测数据生成及评估的方法，其特征在于，所述像素值的原则，具体为：

将像素值为0的区域定义为静止区域，所述静止区域表示所述数字场景中的背景模型；

将像素值为85的区域定义为非兴趣区域，所述非兴趣区域表示所述数字场景的不感兴趣区域；

将像素值为170的区域定义为未知区域，所述未知区域表示所述数字场景的目标边界；

将像素值为255的区域定义为动态区域，所述动态区域表示所述数字场景中的前景物体。

5.根据权利要求3所述的基于数字孪生的变化检测数据生成及评估的方法，其特征在于，所述对所述数字场景设定不同的视觉挑战，获取变化检测模型在不同所述视觉挑战下输出的第二二值语义标签图像，将所述第一二值语义标签图像和所述第二二值语义标签图像进行对比，以完成所述变化检测模型的评估，具体包括：

设定不同的组件，将所述组件结合对应的成像条件加入所述数字场景中，模拟出不同的视觉挑战；

接收变化检测模型在不同所述视觉挑战下输出的第二二值语义标签图像，并将所述第一二值语义标签图像和所述第二二值语义标签图像进行对比，以完成所述变化检测模型的评估。

6.根据权利要求5所述的基于数字孪生的变化检测数据生成及评估的方法，其特征在于，所述视觉挑战包括：

基本挑战，所述基本挑战为基本的数字水上场景，包括变化检测的常见挑战；

噪音挑战，所述噪音挑战为在所述基本挑战的基础上增加传感噪音用于模拟真实场景；

动态背景挑战，所述动态背景挑战为在所述基本挑战的基础上改变水波高度和光照强度；

夜间挑战，所述夜间挑战为在所述基本挑战的基础上降低光照强度；

阴影挑战，所述阴影挑战为将水波高度设置为零；

多运动目标挑战，所述多运动目标挑战为添加了外观、结构及速度不同特点的船舶模型。