CN111464777A - 一种地质勘探监控图像/视频的校正处理方法和系统 - Google Patents

一种地质勘探监控图像/视频的校正处理方法和系统 Download PDF

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Abstract

一种地质勘探监控图像/视频的校正处理方法和系统，通过图像/视频拍摄、识别、比对判别、自动校正和合规判断等步骤处理海量监控图像/视频，该方法和系统具有优越的监控图像识别校正功能，能有效引导操作人员拍摄地质勘探操作过程，能对拍摄图像进行高效的检测、判别及优化处理，能对照标准模板通过拍摄图像判断操作过程是否符合技术规范，操作简单方便、适应性强、应用条件广，性能稳定，成本低廉，具备良好的推广应用前景和客观的社会、经济效益。

Description

一种地质勘探监控图像/视频的校正处理方法和系统
技术领域
本发明涉及地质勘探技术领域，具体涉及一种用于铁路、公路、市政道路等勘探过程监控与管理的监控图像/视频校正处理方法和系统。
背景技术
地质勘探过程监控管理是保证地质勘探质量的重要手段。地质勘探AI管理系统通过放置在现场的智能管理机器人，对勘探过程进行拍摄，获取的图像视频资料是判断地质勘探质量的重要依据，需保证图像视频的清晰、完整且符合技术要求。实际操作过程中，图像视频可能存在主体模糊、拍摄倾角过大、像素较低等各种情况，目前主要靠人工依据肉眼和经验判断，当判断拍摄照片、视频不合格后，再操作拍摄设备重拍或补拍照片、视频。
目前人工判别处理断勘探过程照片、视频主要存在的问题如下：
1.人工视觉(肉眼)面对海量的监控图像、视频，判别精度不足，判别速度慢；
2.判断监控图像、视频是否合规需要较丰富的专业经验；
3.判断图像、视频不合规后，需人工操作拍摄设备重拍或补拍，效率低下。
由于人工识别、处理海量监控图像视频效率低、精度差，因此需要开发一套针对地质勘探过程监控图像视频的识别校正处理系统，依托标准图像视频库，通过软件算法来对海量图像视频进行高效的处理，并自动优化及提示人工处理等。因此，本发明提供了一种地质勘探监控图像的校正处理方法和系统，主要解决：
1.海量监控图像、视频的判别精度、效率问题；
2.通过图像、视频判别勘探过程是否合规的问题；
3.对不合格图像、视频的自动校正处理问题；
4.对不合规操作过程的报警、引导、纠正问题。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是提供一种地质勘探监控图像的校正处理方法和系统，主要应用于地质勘探过程监控管理中的图像视频校正优化，可对海量监控图像视频进行高效的识别判断，可辅助判断勘探过程操作是否合规，可对不合规图像、视频进行自动校正优化处理，针对校正优化后仍不合格的图像视频，给出警告提示并引导人工纠正问题，可广泛应用于铁路、公路、城市道路等地质勘探施工过程中的监控图像校正处理，具有广阔的推广应用前景。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：
本发明的第一方面提供了一种地质勘探监控图像/视频的校正处理方法，包括如下步骤：
图像/视频拍摄：架设地质勘探机器人，拍摄图像/视频，获取所述拍摄的图像/视频；
图像/视频识别：识别所述获取的图像/视频中的拍摄主体，判断是否出现拍摄不合格的情况，如果不合格则发出警报、回到图像/视频拍摄的步骤，以调整地质勘探机器人、重新拍摄图像/视频；如果合格则进行下一步；
图像/视频比对判别：将图像/视频与预存的标准图像/视频进行比对，判断图像/视频是否符合要求，如果符合要求则为合规，输出符合要求的图像/视频；如果不符合要求则进入下一步；
图像/视频自动校正：根据要求对获取的图像/视频进行自动校正的优化处理，得到优化的图像/视频；
优化的图像/视频判断：判断优化的图像/视频是否合规，如果不合规则发出警报，提醒操作人员改进拍摄；如果合规则输出优化的图像/视频。
进一步的，在所述图像/视频识别的步骤中，拍摄不合格的情况包括拍摄主体模糊、拍摄主体缺失、拍摄主体位置有偏差或拍摄倾角过大；所述拍摄倾角过大的情况为竖直倾角超过±3°。
进一步的，所述调整地质勘探机器人包括调整其位置或调整地质勘探机器人中拍摄镜头的参数。
进一步的，所述图像/视频比对判别的步骤中，预存的标准图像/视频由下述步骤获得：
搜集正常/标准钻探全过程监控的图像/视频；
对所述图像/视频进行预处理；
将经过预处理的图像/视频分类导入学习系统，进行图像/视频特征识别判断；
判断所述特征识别是否准确，如果准确则保存为标准图像/视频，如果不准确则返回所述预处理的步骤。
进一步的，所述图像/视频比对判别的步骤包括：
导入图像/视频；
对所述图像/视频提取特征并进行分类，分成图像静态特征和/或视频动态特征；
将所述图像静态特征和/或视频动态特征与标准图像/视频进行比对；
判断图像/视频是否符合要求，如果符合要求则为合规，输出符合要求的图像/视频；如果不符合要求则进入图像/视频自动校正的步骤。
进一步的，所述图像/视频自动校正的步骤包括：
自动监测外界光源，根据外部环境光线对获取的图像/视频进行补光优化；
和/或，
对图像/视频进行灰度算法优化，调整对比度；
和/或，
当拍摄主体倾斜且倾角处于预定范围内时，对镜头进行校正以使拍摄主体摆正。
本发明的第二方面提供了一种地质勘探监控图像/视频的校正处理系统，包括图像/视频拍摄模块、图像/视频识别模块、图像/视频比对模块、图像/视频自动校正模块以及优化的图像/视频判断模块；
所述图像/视频拍摄模块用于进行图像/视频拍摄，获取所述拍摄的图像/视频；
所述图像/视频识别模块识别所述获取的图像/视频中的拍摄主体；
所述图像/视频比对模块，用于将图像/视频与预存的标准图像/视频进行比对，判断图像/视频是否符合要求；
所述图像/视频自动校正模块，根据要求对获取的图像/视频进行自动校正的优化处理，得到优化的图像/视频；
所述优化的图像/视频判断模块，判断优化的图像/视频是否合规。
进一步的，还包括数据传输模块，用于调取所述标准图像/视频。
进一步的，所述图像/视频拍摄模块为地质勘探机器人。
进一步的，所述图像/视频自动校正模块包括光源补偿单元、灰度优化单元和镜头校正单元；
所述光源补偿单元自动监测外界光源，根据外部环境光线对获取的图像/视频进行补光优化；
所述灰度优化单元对图像/视频进行灰度算法优化，调整对比度；
所述镜头校正单元对倾斜的镜头进行校正以使拍摄主体摆正。
(三)有益效果
本发明用于地质勘探监控图像的校正处理方法和系统，基于地质勘探管理机器人硬件模块，内置软件算法实现，实施过程中具有以下效果和优点：
⑴可引导操作人员合理架设、调整拍摄设备(机器人)，保证拍摄主体(钻机、钻杆、岩芯等)清晰；
⑵可自动检测、识别不合格图像或图像不合格区域，进行自动优化处理；
⑶可依据标准模板，自动判别监控图像反映的勘探操作是否合规；
⑷基于图像判别算法和服务器数据支撑，可实现对拍摄图像快速、准确、高效的判别、处理。
本发明提供的地质勘探过程图像校正处理方法和系统，通过图像/视频拍摄、识别、比对判别、自动校正和合规判断等步骤处理海量监控图像/视频，该方法和系统具有优越的监控图像识别校正功能，能有效引导操作人员拍摄地质勘探操作过程，能对拍摄图像进行高效的检测、判别及优化处理，能对照标准模板通过拍摄图像判断操作过程是否符合技术规范，操作简单方便、适应性强、应用条件广，性能稳定，成本低廉，具备良好的推广应用前景和客观的社会、经济效益。
附图说明
图1是本发明的地质勘探监控图像校正处理方法的流程示意图；
图2是本发明的具体实施例中图像/视频比对判别的流程示意图；
图3是本发明的具体实施例中获得预存标准图像/视频的流程示意图；
图4是本发明的地质勘探监控图像校正处理系统的结构示意框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明的第一方面提供了一种地质勘探监控图像/视频的校正处理方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤S100，图像/视频拍摄：架设地质勘探机器人，所述地质勘探机器人上设置有图像/视频拍摄模块，用以拍摄模块拍摄图像/视频，获取所述拍摄的图像/视频。
步骤S200，图像/视频识别：识别所述获取的图像/视频中的拍摄主体，判断是否出现拍摄不合格的情况，如果不合格则发出警报、回到图像/视频拍摄的步骤，以调整地质勘探机器人、重新拍摄图像/视频；如果合格则进行下一步。其中，拍摄主体包括地质勘探过程中的钻机、钻杆、岩芯等。在一个具体实施例中，图像/视频识别算法主要通过样本学习，智能识别拍摄主体，并判定主体是否清晰。
进一步的，在所述图像/视频识别的步骤中，拍摄不合格的情况包括拍摄主体模糊、拍摄主体缺失、拍摄主体位置有偏差或拍摄倾角过大等情况；所述拍摄倾角过大的情况为竖直倾角超过±3°。
进一步的，所述调整地质勘探机器人包括调整其位置或调整地质勘探机器人中拍摄镜头的参数。
步骤S300，图像/视频比对判别：将图像/视频与预存的标准图像/视频进行比对，判断图像/视频是否符合要求，如果符合要求则为合规，输出符合要求的图像/视频；如果不符合要求则进入下一步。
比对判别算法主要是指通过调取地质勘探AI管理系统存放在服务器数据库的合规标准样本即标准图像/视频，与正在进行拍摄的图像/视频进行比对，判别拍摄图像/视频是否合规，进而辅助判断勘探操作过程是否合规。
具体的，所述合规是指符合相关的技术规范规定。例如，在图像拍摄过程中，应包含钻机、钻杆、岩芯等主体内容，主体内容应齐全、清晰；钻机摆放应基本与工作地面垂直，即钻机的竖向倾斜角度应在±3°范围内(向左偏为﹣，向右偏为﹢)。在视频拍摄过程中，以重型动探为例，落锤样式、落锤距离应符合规范要求；操作人员应按照规定着装、作业，如佩戴安全帽等；锤击时相对竖直方向倾斜角度小于3°等。
进一步的，所述图像/视频比对判别的步骤S300包括如下步骤，如图2所示：
步骤S310，导入图像/视频，将所述图像/视频导入已经训练好的学习系统。
步骤S320，对所述图像/视频提取特征并进行分类，分成图像静态特征和/或视频动态特征。
步骤S330，将所述图像静态特征和/或视频动态特征与标准图像/视频进行比对。
步骤S340，根据比对结果，判断图像/视频是否符合要求，如果符合要求则所拍摄的图像/视频为合规的图像/视频，输出符合要求的图像/视频；如果不符合要求则进入下一步图像/视频自动校正的步骤S400。
进一步的，所述图像/视频比对判别的步骤中，预存的标准图像/视频由下述步骤获得，如图3所示：
步骤S310′，搜集正常/标准钻探全过程监控的图像/视频。
步骤S320′，对所述图像/视频进行预处理，主要包括图像增强、图像去噪、图像分割及图像形态学处理等。
步骤S330′，将经过预处理的图像/视频分类导入学习系统，进行图像/视频特征识别判断。所述分类是指对静态图像和动态视频进行分类，针对拍摄图像，主要识别静态特征，如钻机主体等；针对拍摄视频，涉及到运动状态的目标追踪，如动探冲击锤的运动行程等。
步骤S340′，判断所述特征识别是否准确，如果准确则保存为标准图像/视频，如果不准确则返回所述预处理的步骤。通过对静态图像、动态视频特征进行识别学习后，将识别后的图像/视频保存为标准模板，作为图像/视频识别、校正的依据。该特征识别是否准确需要判断其是否符合相应的技术规范规定。
步骤S400，图像/视频自动校正：根据要求对获取的图像/视频进行自动校正的优化处理，得到优化的图像/视频。自动校正算法是依据对图像、视频的判别结果，进行自动修正(如补光、纠偏、灰度及对比度调整等)，当修正后仍不合格时给出警告提示。
具体的，所述图像/视频自动校正的步骤包括：
自动监测外界光源，根据外部环境光线对获取的图像/视频进行补光优化；和/或，
对图像/视频进行灰度算法优化，调整对比度；和/或，
当拍摄主体倾斜且倾角处于预定范围内时，对镜头进行校正以使拍摄主体摆正，即纠偏，其中，预定范围为±3°(向左偏为﹣，向右偏为﹢)。
步骤S500，优化的图像/视频判断：判断优化的图像/视频是否合规，如果不合规则发出警报，提醒操作人员改进拍摄；如果合规则输出优化的图像/视频。
对所述步骤S300和S500输出的合规图像/视频进行保存，以供后期分析地质勘探过程用。
本发明的第二方面提供了一种地质勘探监控图像/视频的校正处理系统，如图4所示，包括图像/视频拍摄模块、图像/视频识别模块、图像/视频比对模块、图像/视频自动校正模块以及优化的图像/视频判断模块。
所述图像/视频拍摄模块用于进行图像/视频拍摄，获取所述拍摄的图像/视频；所述图像/视频识别模块识别所述获取的图像/视频中的拍摄主体；所述图像/视频比对模块，用于将图像/视频与预存的标准图像/视频进行比对，判断图像/视频是否符合要求；所述图像/视频自动校正模块，根据要求对获取的图像/视频进行自动校正的优化处理，得到优化的图像/视频；所述优化的图像/视频判断模块，判断优化的图像/视频是否合规。
进一步的，校正处理系统还包括数据传输模块，用于调取所述标准图像/视频。
进一步的，所述图像/视频拍摄模块为地质勘探机器人。
进一步的，所述图像/视频自动校正模块包括光源补偿单元、灰度优化单元和镜头校正单元；所述光源补偿单元自动监测外界光源，根据外部环境光线对获取的图像/视频进行补光优化；所述灰度优化单元对图像/视频进行灰度算法优化，调整对比度；所述镜头校正单元对倾斜的镜头进行校正以使拍摄主体摆正。
本发明用于地质勘探监控图像的校正处理方法和系统，基于地质勘探管理机器人硬件模块，内置软件算法实现，实施过程中具有以下效果和优点：
⑴可引导操作人员合理架设、调整拍摄设备(地质勘探机器人)，保证拍摄主体(钻机、钻杆、岩芯等)清晰；
⑵可自动检测、识别不合格图像或图像不合格区域，进行自动优化处理；
⑶可依据标准模板，自动判别监控图像反映的勘探操作是否合规；
⑷基于图像判别算法和服务器数据支撑，可实现对拍摄图像快速、准确、高效的判别、处理。
本发明提供的地质勘探过程图像校正处理方法和系统，通过图像/视频拍摄、识别、比对判别、自动校正和合规判断等步骤处理海量监控图像/视频，该方法和系统具有优越的监控图像识别校正功能，能有效引导操作人员拍摄地质勘探操作过程，能对拍摄图像进行高效的检测、判别及优化处理，能对照标准模板通过拍摄图像判断操作过程是否符合技术规范，操作简单方便、适应性强、应用条件广，性能稳定，成本低廉，具备良好的推广应用前景和客观的社会、经济效益。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种地质勘探监控图像/视频的校正处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
图像/视频拍摄：架设地质勘探机器人，拍摄图像/视频，获取所述拍摄的图像/视频；
图像/视频识别：识别所述获取的图像/视频中的拍摄主体，判断是否出现拍摄不合格的情况，如果不合格则发出警报、回到图像/视频拍摄的步骤，以调整地质勘探机器人、重新拍摄图像/视频；如果合格则进行下一步；
图像/视频比对判别：将图像/视频与预存的标准图像/视频进行比对，判断图像/视频是否符合要求，如果符合要求则为合规，输出符合要求的图像/视频；如果不符合要求则进入下一步；
图像/视频自动校正：根据要求对获取的图像/视频进行自动校正的优化处理，得到优化的图像/视频；
优化的图像/视频判断：判断优化的图像/视频是否合规，如果不合规则发出警报，提醒操作人员改进拍摄；如果合规则输出优化的图像/视频。
2.根据权利要求1所述的地质勘探监控图像/视频的校正处理方法，其特征在于，在所述图像/视频识别的步骤中，拍摄不合格的情况包括拍摄主体模糊、拍摄主体缺失、拍摄主体位置有偏差或拍摄倾角过大；所述拍摄倾角过大的情况为竖直倾角超过±3°。
3.根据权利要求1或2所述的地质勘探监控图像/视频的校正处理方法，其特征在于，所述调整地质勘探机器人包括调整其位置或调整地质勘探机器人中拍摄镜头的参数。
4.根据权利要求1-3任一项所述的地质勘探监控图像/视频的校正处理方法，其特征在于，所述图像/视频比对判别的步骤中，预存的标准图像/视频由下述步骤获得：
搜集正常/标准钻探全过程监控的图像/视频；
对所述图像/视频进行预处理；
将经过预处理的图像/视频分类导入学习系统，进行图像/视频特征识别判断；
判断所述特征识别是否准确，如果准确则保存为标准图像/视频，如果不准确则返回所述预处理的步骤。
5.根据权利要求1-4任一项所述的地质勘探监控图像/视频的校正处理方法，其特征在于，所述图像/视频比对判别的步骤包括：
导入图像/视频；
对所述图像/视频提取特征并进行分类，分成图像静态特征和/或视频动态特征；
将所述图像静态特征和/或视频动态特征与标准图像/视频进行比对；
判断图像/视频是否符合要求，如果符合要求则为合规，输出符合要求的图像/视频；如果不符合要求则进入图像/视频自动校正的步骤。
6.根据权利要求1-5任一项所述的地质勘探监控图像/视频的校正处理方法，其特征在于，所述图像/视频自动校正的步骤包括：
自动监测外界光源，根据外部环境光线对获取的图像/视频进行补光优化；
和/或，
对图像/视频进行灰度算法优化，调整对比度；
和/或，
当拍摄主体倾斜且倾角处于预定范围内时，对镜头进行校正以使拍摄主体摆正。
7.一种地质勘探监控图像/视频的校正处理系统，其特征在于，包括图像/视频拍摄模块、图像/视频识别模块、图像/视频比对模块、图像/视频自动校正模块以及优化的图像/视频判断模块；
所述图像/视频拍摄模块用于进行图像/视频拍摄，获取所述拍摄的图像/视频；
所述图像/视频识别模块识别所述获取的图像/视频中的拍摄主体；
所述图像/视频比对模块，用于将图像/视频与预存的标准图像/视频进行比对，判断图像/视频是否符合要求；
所述图像/视频自动校正模块，根据要求对获取的图像/视频进行自动校正的优化处理，得到优化的图像/视频；
所述优化的图像/视频判断模块，判断优化的图像/视频是否合规。
8.根据权利要求7所述的一种地质勘探监控图像/视频的校正处理系统，其特征在于，还包括数据传输模块，用于调取所述标准图像/视频。
9.根据权利要求7或8所述的一种地质勘探监控图像/视频的校正处理系统，其特征在于，所述图像/视频拍摄模块为地质勘探机器人。
10.根据权利要求7或8或9所述的一种地质勘探监控图像/视频的校正处理系统，其特征在于，所述图像/视频自动校正模块包括光源补偿单元、灰度优化单元和镜头校正单元；
所述光源补偿单元自动监测外界光源，根据外部环境光线对获取的图像/视频进行补光优化；
所述灰度优化单元对图像/视频进行灰度算法优化，调整对比度；
所述镜头校正单元对倾斜的镜头进行校正以使拍摄主体摆正。
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