CN108805941A - 变化方向云计算评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变化方向云计算评估方法，所述方法包括使用变化方向云计算评估平台以基于获得的地面上的多个水体目标分别对应的多个曲线确定水迹变化方向。通过本发明，能够实现洪水轨迹的有效评估。
Description
技术领域
本发明涉及云计算领域，尤其涉及一种变化方向云计算评估方法。
背景技术
云计算服务除了提供计算服务外，还必然提供了存储服务。但是云计算服务当前垄断在私人机构(企业)手中，而他们仅仅能够提供商业信用。对于政府机构、商业机构(特别像银行这样持有敏感数据的商业机构)对于选择云计算服务应保持足够的警惕。一旦商业用户大规模使用私人机构提供的云计算服务，无论其技术优势有多强，都不可避免地让这些私人机构以“数据(信息)”的重要性挟制整个社会。对于信息社会而言，“信息”是至关重要的。另一方面，云计算中的数据对于数据所有者以外的其他用户云计算用户是保密的，但是对于提供云计算的商业机构而言确实毫无秘密可言。所有这些潜在的危险，是商业机构和政府机构选择云计算服务、特别是国外机构提供的云计算服务时，不得不考虑的一个重要的前提。
发明内容
本发明提供了一种变化方向云计算评估方法，搭建了一套自动化的电子勘探方式，能够基于识别到的当前帧内多个水体图像绘制出相应的所述当前帧的高清地表图像内的水迹曲线以作为第一水迹输出，并基于识别到的后续帧内多个水体图像绘制出相应的所述后续帧的高清地表图像内的水迹曲线以作为第二水迹输出，并基于所述第二水迹相对于所述第一水迹的变化情况确定水迹变化方向。
更具体地，本发明至少具备以下四条关键发明点。
(1)基于图像测量结果绘制现场水迹曲线，并以时间轴上的水迹变化情况确定水迹的变化方向，为水迹的跟踪以及防水救灾处理提供有价值的参考数据；
(2)采用Z形曲线选择待处理图像中的目标像素点，保证了目标像素点选择的随机性和后续明度判断的真实性；
(3)通过对目标像素点的颜色成分的比例分析，以及通过对时间上连续的预设帧数的多帧高清地表图像的统一数据分析，为图像明度大小的判断提供了有效的解决方案；
(4)基于所述当前比较参考值确定对所述高清地表图像切割得到的碎片数量，同时基于每一个图像碎片自身的对比度确定对所述图像碎片执行图像中值滤波的力度，从而实现了基于图像本身内容的图像中值滤波处理。
根据本发明的一方面，提供了一种变化方向云计算评估方法，所述方法包括使用变化方向云计算评估平台以基于获得的地面上的多个水体目标分别对应的多个曲线确定水迹变化方向，所述变化方向云计算评估平台包括：
颜色成分分析设备，与现场摄像设备连接，用于接收时间上连续的预设帧数的多帧高清地表图像；
其中，所述颜色成分分析设备由云计算处理设备来实现；
现场摄像设备，设置在巡逻机上，用于在所述巡逻机的带动下，对地表状况进行高清地表图像数据采集，以获得并输出时间轴上连续的高清地表图像；
碎片决策设备，分别与所述现场摄像设备和所述颜色成分分析设备连接，用于在所述颜色成分分析设备完成分析操作后，接收所述当前比较参考值以及最新一帧的高清地表图像，基于所述当前比较参考值确定对所述最新一帧的高清地表图像切割得到的碎片数量，其中，所述当前比较参考值越小，对所述最新一帧的高清地表图像切割得到的碎片数量越少；
碎片处理设备，与所述碎片决策设备连接，用于接收所述碎片数量，并基于所述碎片数据对所述最新一帧的高清地表图像进行碎片切割处理，以获得并输出多个图像碎片；
分碎片滤波设备，与所述碎片处理设备连接，用于接收所述多个图像碎片，并基于每一个图像碎片自身的信噪比确定对所述图像碎片执行图像中值滤波的力度，并将多个执行完图像中值滤波处理的图像碎片复合以获得分碎片处理图像；
水体检测设备，与所述分碎片滤波设备连接，用于接收所述分碎片处理图像，还用于基于水体颜色分别范围对所述分碎片处理图像进行水体检测，以获得并输出多个水体图案；
其中，所述颜色成分分析设备对每一帧高清地表图像执行以下处理：以所述高清地表图像中的水平方向的中心列为Y轴，以所述高清地表图像中的垂直方向的中心行为X轴，基于所述X轴和所述Y轴在所述高清地表图像中描绘出Z形曲线，并将所述高清地表图像中Z形曲线经过的各个像素点作为多个目标像素点输出，确定所述多个目标像素点中每一个目标像素点的R成分值、G成分值和B成分值，并针对每一个目标像素点做以下操作：将R成分值除以G成分值的结果与B成分值除以G成分值的结果相加以获得对应目标像素点的比例值，将所述多个目标像素点的比例值相加后除以所述多个目标像素点的数量以获得当前比较参考值；
其中，所述颜色成分分析设备还用于对多帧高清地表图像的当前比较参考值求均值以获得目标参考值。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的变化方向云计算评估平台的结构方框图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施方案进行详细说明。
河流洪水是最常见的洪水类型，河流洪水根据形成的直接成因，可分为暴雨洪水、融雪洪水、冰凌洪水、冰川洪水、溃坝洪水与土体坍滑洪水等。其特点主要表现在具有明显的洪水产流与汇流过程、洪水传播、洪水调蓄与洪水遭遇的问题、洪水挟带泥沙以及洪水周期性与随机性等问题。
河流洪水中的暴雨洪水和融雪洪水等，是和天气形势与气候变化密切相关的，且有明显的季节性。由于这种洪水每年都随季节的到来而发生，所以具有明显的周期性。又由于影响洪水的因素是多方面的，而各种因素的组合又是千差万别的，以致在同一流域，年内、年际间所发生的洪水大小差异很大。有的年份可能发生特大洪水，而另一些年份则发生一般洪水。这种差别，反映了不同大小洪水出现的随机性。
因此，人们为了防洪的目的，保证人民生命财产的安全，而研究洪水的动态例如水迹变化方向，是一项很重要的工作。现有技术中对这项工作的执行都是通过现场人工勘探来完成，对于人工判断的经验和人工成本都要求较高，同时人工的勘探方式具有一定的危险性。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种变化方向云计算评估方法，所述方法包括使用变化方向云计算评估平台以基于获得的地面上的多个水体目标分别对应的多个曲线确定水迹变化方向，所述变化方向云计算评估平台解决了上述技术问题。
图1为根据本发明实施方案示出的变化方向云计算评估平台的结构方框图，所述平台包括：
颜色成分分析设备，与现场摄像设备连接，用于接收时间上连续的预设帧数的多帧高清地表图像；
其中，所述颜色成分分析设备由云计算处理设备来实现；
其中，所述颜色成分分析设备对每一帧高清地表图像执行以下处理：以所述高清地表图像中的水平方向的中心列为Y轴，以所述高清地表图像中的垂直方向的中心行为X轴，基于所述X轴和所述Y轴在所述高清地表图像中描绘出Z形曲线，并将所述高清地表图像中Z形曲线经过的各个像素点作为多个目标像素点输出，确定所述多个目标像素点中每一个目标像素点的R成分值、G成分值和B成分值，并针对每一个目标像素点做以下操作：将R成分值除以G成分值的结果与B成分值除以G成分值的结果相加以获得对应目标像素点的比例值，将所述多个目标像素点的比例值相加后除以所述多个目标像素点的数量以获得当前比较参考值。
接着，继续对本发明的变化方向云计算评估平台的具体结构进行进一步的说明。
所述变化方向云计算评估平台中：
所述颜色成分分析设备还用于对多帧高清地表图像的当前比较参考值求均值以获得目标参考值。
所述变化方向云计算评估平台中还可以包括：
现场摄像设备，设置在巡逻机上，用于在所述巡逻机的带动下，对地表状况进行高清地表图像数据采集，以获得并输出时间轴上连续的高清地表图像；
碎片决策设备，分别与所述现场摄像设备和所述颜色成分分析设备连接，用于在所述颜色成分分析设备完成分析操作后，接收所述当前比较参考值以及最新一帧的高清地表图像，基于所述当前比较参考值确定对所述最新一帧的高清地表图像切割得到的碎片数量，其中，所述当前比较参考值越小，对所述最新一帧的高清地表图像切割得到的碎片数量越少。
所述变化方向云计算评估平台中还可以包括：
碎片处理设备，与所述碎片决策设备连接，用于接收所述碎片数量，并基于所述碎片数据对所述最新一帧的高清地表图像进行碎片切割处理，以获得并输出多个图像碎片；
分碎片滤波设备，与所述碎片处理设备连接，用于接收所述多个图像碎片，并基于每一个图像碎片自身的信噪比确定对所述图像碎片执行图像中值滤波的力度，并将多个执行完图像中值滤波处理的图像碎片复合以获得分碎片处理图像；
水体检测设备，与所述分碎片滤波设备连接，用于接收所述分碎片处理图像，还用于基于水体颜色分别范围对所述分碎片处理图像进行水体检测，以获得并输出多个水体图案；
当前帧测量设备，分别与所述现场摄像设备和所述水体检测设备连接，用于获取最新一帧的高清地表图像以作为当前帧，并获取所述当前帧对应的多个水体图案，基于所述当前帧对应的多个水体图像绘制出相应的所述当前帧内的水迹曲线以作为第一水迹输出；
后续帧测量设备，分别与所述现场摄像设备和所述水体检测设备连接，用于在当前帧测量设备执行输出之后，获取当前帧之后的最新一帧的高清地表图像作为后续帧，并获取所述后续帧对应的多个水体图案，基于所述后续帧对应的多个水体图像绘制出相应的所述后续帧内的水迹曲线以作为第二水迹输出；
动态分析设备，分别与所述当前帧测量设备和所述后续帧测量设备连接，用于接收所述第一水迹和所述第二水迹，并基于所述第二水迹相对于所述第一水迹的变化情况确定水迹变化方向；
即时数据发送设备，与所述动态分析设备连接，用于接收所述水迹变化方向，并将所述水迹变化方向打成IP包后传输给后方数据处理平台；
其中，在所述动态分析设备中，所述基于所述第二水迹相对于所述第一水迹的变化情况确定水迹变化方向包括：将所述第二水迹减去所述第一水迹以获得各个方向的剩余像素点，将剩余像素点最多的方向作为所述水迹变化方向。
所述变化方向云计算评估平台中：
所述水体颜色分别范围包括Y通道颜色分别范围、U通道颜色分别范围和V通道颜色分别范围。
所述变化方向云计算评估平台中：
所述颜色成分分析设备还用于当所述目标参考值小于等于预设参考阈值时，发出亮度超标信号。
所述变化方向云计算评估平台中：
所述颜色成分分析设备还用于当所述目标参考值大于预设参考阈值时，发出亮度低标信号。
另外，所说分碎片滤波设备涉及到的图像滤波，指的是在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制，是图像预处理中不可缺少的操作，其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。
由于成像系统、传输介质和记录设备等的不完善，数字图像在其形成、传输记录过程中往往会受到多种噪声的污染。另外，在图像处理的某些环节当输入的像对象并不如预想时也会在结果图像中引入噪声。这些噪声在图像上常表现为一引起较强视觉效果的孤立像素点或像素块。一般，噪声信号与要研究的对象不相关它以无用的信息形式出现，扰乱图像的可观测信息。对于数字图像信号，噪声表为或大或小的极值，这些极值通过加减作用于图像像素的真实灰度值上，对图像造成亮、暗点干扰，极大降低了图像质量，影响图像复原、分割、特征提取、图像识别等后继工作的进行。要构造一种有效抑制噪声的滤波器必须考虑两个基本问题：能有效地去除目标和背景中的噪声；同时，能很好地保护图像目标的形状、大小及特定的几何和拓扑结构特征。
常用的图像滤波模式中的一种是，非线性滤波器，一般说来，当信号频谱与噪声频谱混叠时或者当信号中含有非叠加性噪声时如由系统非线性引起的噪声或存在非高斯噪声等)，传统的线性滤波技术，如傅立变换，在滤除噪声的同时，总会以某种方式模糊图像细节(如边缘等)进而导致像线性特征的定位精度及特征的可抽取性降低。而非线性滤波器是基于对输入信号的一种非线性映射关系，常可以把某一特定的噪声近似地映射为零而保留信号的要特征，因而其在一定程度上能克服线性滤波器的不足之处。
采用本发明的变化方向云计算评估平台，针对现有技术中的洪水中水迹轨迹判断过于依赖人工的技术问题，通过对目标像素点的颜色成分的比例分析，以及通过对时间上连续的预设帧数的多帧高清地表图像的统一数据分析，为图像明度大小的判断提供了有效的解决方案，更关键的是，还基于图像测量结果绘制现场水迹曲线，并以时间轴上的水迹变化情况确定水迹的变化方向，从而为水迹的跟踪以及防水救灾处理提供有价值的参考数据。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种变化方向云计算评估方法，所述方法包括使用变化方向云计算评估平台以基于获得的地面上的多个水体目标分别对应的多个曲线确定水迹变化方向，所述变化方向云计算评估平台包括：
颜色成分分析设备，与现场摄像设备连接，用于接收时间上连续的预设帧数的多帧高清地表图像；
其中，所述颜色成分分析设备由云计算处理设备来实现；
其中，所述颜色成分分析设备对每一帧高清地表图像执行以下处理：以所述高清地表图像中的水平方向的中心列为Y轴，以所述高清地表图像中的垂直方向的中心行为X轴，基于所述X轴和所述Y轴在所述高清地表图像中描绘出Z形曲线，并将所述高清地表图像中Z形曲线经过的各个像素点作为多个目标像素点输出，确定所述多个目标像素点中每一个目标像素点的R成分值、G成分值和B成分值，并针对每一个目标像素点做以下操作：将R成分值除以G成分值的结果与B成分值除以G成分值的结果相加以获得对应目标像素点的比例值，将所述多个目标像素点的比例值相加后除以所述多个目标像素点的数量以获得当前比较参考值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述颜色成分分析设备还用于对多帧高清地表图像的当前比较参考值求均值以获得目标参考值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述平台还包括：
现场摄像设备，设置在巡逻机上，用于在所述巡逻机的带动下，对地表状况进行高清地表图像数据采集，以获得并输出时间轴上连续的高清地表图像；
碎片决策设备，分别与所述现场摄像设备和所述颜色成分分析设备连接，用于在所述颜色成分分析设备完成分析操作后，接收所述当前比较参考值以及最新一帧的高清地表图像，基于所述当前比较参考值确定对所述最新一帧的高清地表图像切割得到的碎片数量，其中，所述当前比较参考值越小，对所述最新一帧的高清地表图像切割得到的碎片数量越少。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述平台还包括：
碎片处理设备，与所述碎片决策设备连接，用于接收所述碎片数量，并基于所述碎片数据对所述最新一帧的高清地表图像进行碎片切割处理，以获得并输出多个图像碎片；
分碎片滤波设备，与所述碎片处理设备连接，用于接收所述多个图像碎片，并基于每一个图像碎片自身的信噪比确定对所述图像碎片执行图像中值滤波的力度，并将多个执行完图像中值滤波处理的图像碎片复合以获得分碎片处理图像；
水体检测设备，与所述分碎片滤波设备连接，用于接收所述分碎片处理图像，还用于基于水体颜色分别范围对所述分碎片处理图像进行水体检测，以获得并输出多个水体图案；
当前帧测量设备，分别与所述现场摄像设备和所述水体检测设备连接，用于获取最新一帧的高清地表图像以作为当前帧，并获取所述当前帧对应的多个水体图案，基于所述当前帧对应的多个水体图像绘制出相应的所述当前帧内的水迹曲线以作为第一水迹输出；
后续帧测量设备，分别与所述现场摄像设备和所述水体检测设备连接，用于在当前帧测量设备执行输出之后，获取当前帧之后的最新一帧的高清地表图像作为后续帧，并获取所述后续帧对应的多个水体图案，基于所述后续帧对应的多个水体图像绘制出相应的所述后续帧内的水迹曲线以作为第二水迹输出；
动态分析设备，分别与所述当前帧测量设备和所述后续帧测量设备连接，用于接收所述第一水迹和所述第二水迹，并基于所述第二水迹相对于所述第一水迹的变化情况确定水迹变化方向；
即时数据发送设备，与所述动态分析设备连接，用于接收所述水迹变化方向，并将所述水迹变化方向打成IP包后传输给后方数据处理平台；
其中，在所述动态分析设备中，所述基于所述第二水迹相对于所述第一水迹的变化情况确定水迹变化方向包括：将所述第二水迹减去所述第一水迹以获得各个方向的剩余像素点，将剩余像素点最多的方向作为所述水迹变化方向。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：
所述水体颜色分别范围包括Y通道颜色分别范围、U通道颜色分别范围和V通道颜色分别范围。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述颜色成分分析设备还用于当所述目标参考值小于等于预设参考阈值时，发出亮度超标信号。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：
所述颜色成分分析设备还用于当所述目标参考值大于预设参考阈值时，发出亮度低标信号。
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