一种基于视频帧的冰流速识别方法

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1.一种基于视频帧的冰流速识别方法，其特征在于，包括如下步骤步骤1.视频帧提取根据采样间隔，将计算时间段内的原始视频数据提取成帧数据存储；步骤2.特征点识别在步骤1存储的视频帧数据中选择第1帧图像，识别图像中的特征点并进行像素点标记，识别方式采用人工识别方式或自动识别方式；所述人工识别方式为：手动选择图像中一像素点作为特征点，记录特征点坐标；所述自动识别方式为：首先在河道测流断面上确定测验垂线位置，接着将测验垂线位置的像素点作为一组初始特征点，记录为初始特征点坐标，n为测验垂线数量；步骤3.跟踪窗口框定框定特征点在图像中能够移动的窗口范围M×N，其中M为窗口长度，N为窗口宽度；步骤4.特征点跟踪记视频第k帧上特征点中心坐标位于的大小为m×n×c的特征像素矩阵为/>，其在第k+1帧时中心坐标运动到/>，记为/>，m为特征像素矩阵长度，n为特征像素矩阵宽度，c为颜色通道数；则对于任意/>方向上位移/>，第k帧和第k+1帧中的特征像素矩阵相关系数为：
；当且仅当时有最大值，其中/>为特征像素矩阵相关系数，/>为相关系数求解函数，/>为特征点任意位移大小，/>为第k帧特征像素矩阵，/>为第k+1帧位移/>后的特征像素矩阵；在第k+1帧图像的最大窗口M×N上，对特征点位置周围以m×n×c为单位特征像素矩阵遍历计算与特征像素矩阵/>的相关系数，寻找相关系数最大值的位置，即为第k+1帧时的特征点对应特征像素矩阵/>，由此确定特征点位移/>；特征点位移/>表明特征像素矩阵/>在第k到k+1帧的过程中，中心位置由/>运动到了/>；记录该特征点位移坐标，循环采用步骤4继续计算第k+2帧、第k+3帧…直至截止时刻的位移坐标；步骤5.坐标系转换及结果输出将特征点像素位移转换成现实世界实际位移，根据河道上标记点、、三点实际坐标，计算点到直线、的实际距离，在直线′上，水平方向上实际距离与像素距离关系如下：dxXS1S2S3S3S1S2C1C1
；其中，为过做地平线的平行线与的交点，′为关于视中线的对称点，为垂直于岸线的一条视线，′与关于视中线对称，和′间任意像素坐标点相对于视线的实际位移通过下式计算：C1S3l1C1C1l1l1l1l1l1l1X
；
、′为预先存储好的参数；kb、b通过下式得到冰流速结果：
；式中，为冰流速，k为帧数，/>为第k+1帧时特征点的实际位移，/>为第k帧时特征点的实际位移，/>为第k+1帧时对应的时刻，/>为第k帧时对应的时刻。 来自马-克-数-据-官网