基于室内监控的地下建筑墙体渗水实时监测方法技术

本发明专利技术公开了基于室内监控的地下建筑墙体渗水实时监测方法，涉及图像处理领域。包括：获取墙体视频帧图像；对墙体视频帧图像进行连通域检测，得到连通域以及连通域的边缘线；计算每个连通域的圆形度和矩形度，并得到每个连通域的轮廓特征值；获取每个连通域的边缘线上的边缘点的梯度计算每个连通域的边缘梯度强度；计算每个连通域的连通域变化率得到的渗水概率；利用每个连通域的轮廓特征值、边缘梯度强度和渗水概率计算每个连通域的渗水指标值，确定是否存在渗水区域。本发明专利技术通过连通域的边缘梯度以及连通域的变化情况区分阴影区域与渗水区域，提高了对墙体的渗水区域的检测，能够更好的保证地下建筑的安全性。够更好的保证地下建筑的安全性。够更好的保证地下建筑的安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于室内监控的地下建筑墙体渗水实时监测方法


[0001]本专利技术涉及图像处理领域，具体涉及基于室内监控的地下建筑墙体渗水实时监测方法。

技术介绍

[0002]地下建筑的密闭环境和周围存在着的比较稳定的温度场，对于创造恒温或超净的生产环境和在低温或高温状态下贮存物资，防止污染，特别是对于节约能源，都是有利的，在城市中有计划地建造地下建筑，对节省城市用地，降低建筑密度，改善城市交通，扩大绿地面积，减轻城市污染，提高城市生活质量等方面，都可以起到重要的作用。
[0003]但是由于地下建筑特殊的建造位置，通常会需要考虑以及面临发生墙体渗水的情况，而当墙体发生渗水时会导致墙体的部分材料或墙皮发生脱落，严重甚至会使得墙体的承重能力减弱，使人民生命和财产安全受到威胁。因此为了防患于未然，就需要对地下建筑内的墙体进行实时监测，及时发现墙体出现渗水的情况。
[0004]现有技术中，对地下建筑墙体渗水进行监测的方法中大多还是采用传统的边缘检测结合训练分类器的手段来进行检测，但是在训练分类器时，由于需要的训练数据很多，比较耗时，而且由于地下建筑建造位置以及光照的原因，建筑内部环境较暗，并且因为灯光照射，监控图像中会存在阴影的分布，然而墙体渗水时在图像中表现的是相较于正常区域呈现的颜色较暗的情况，这样就使得边缘检测出的区域出现无法分辨监测出的是阴影情况还是墙体渗水现象，从而导致监测的结果不够准确的情况。

技术实现思路

[0005]针对上述技术问题，本专利技术提供了基于室内监控的地下建筑墙体渗水实时监测方法，具体包括：获取多张地下建筑的墙体视频帧图像，所述多张地下建筑的墙体视频帧图像为：获取经过一定时间采集的监控视频中的地下建筑的墙体图像；将采集的墙体图像输入神经网络中，输出墙体图像在采集时是否存在外来光源将采集时存在外来光源的墙体图像进行筛除，继续进行下一次采样，直到采集的墙体图像不存在外来光源，将该不存在外来光源的墙体图像作为当前采样时刻的墙体视频帧图像。
[0006]对每一张墙体视频帧图像进行连通域检测，得到每一张墙体视频帧图像中的连通域，以及每个连通域的边缘线；根据每一张墙体视频帧图像中每个连通域的边缘线以及每个连通域的面积计算每个连通域的圆形度；根据每一张墙体视频帧图像中每个连通域的面积以及最小外接矩形的面积计算每个连通域的矩形度；利用每一张墙体视频帧图像中每个连通域的圆形度和矩形度得到每个连通域的轮廓特征值；
获取每个连通域的边缘线上的边缘点的梯度，利用每个连通域的边缘线上的边缘点的梯度信息和边缘点的数量计算每个连通域的边缘梯度强度；根据每个连通域内灰度值的频数，以及每个连通域对应的墙体视频帧图像的像素点数量，确定每个连通域的分布占比值；根据任意一张墙体视频帧图像与前一张墙体视频帧图像中相同位置的连通域的分布占比值，计算每个连通域的连通域变化率；设置渗水连通域变化率区间，利用每个连通域的连通域变化率和设置渗水连通域变化率区间得到每个连通域的渗水概率；利用每个连通域的轮廓特征值、边缘梯度强度和渗水概率计算每个连通域的渗水指标值，利用每一个连通域的渗水指标值判断该连通域对应的区域是否为渗水区域。
[0007]所述计算每个连通域的圆形度的方法为：获取每个连通域的边缘线长度和每个连通域的面积，将每个连通域的面积和四倍圆周率的乘积与边缘线的长度的平方之商作为每个连通域的圆形度；其中，连通域的边缘线长度即构成该连通域的边缘线的边缘点数量。
[0008]所述计算每个连通域的矩形度的方法为：获取每个连通域的最小外接矩形，将每个连通域的面积与最小外接矩形的面积的比值作为每个连通域的矩形度。
[0009]所述每个连通域的轮廓特征值的获取方法如下：获取每个连通域的圆形度和矩形度，将每个连通域的圆形度和矩形度中的最大值作为每个连通域的轮廓特征值。
[0010]所述计算每个连通域的边缘梯度强度的方法如下：获取每个连通域的边缘线上每个边缘点的梯度值，以及每个连通域的边缘线上边缘点的数量，将每个连通域的边缘线上所有偶边缘点的梯度值的均值作为每个连通域的边缘梯度强度。
[0011]所述确定每个连通域的分布占比值的过程如下：获取每个连通域的灰度值以及每个灰度值的频率，将灰度值按照频率从大到小排列，按照灰度值的顺序获取连通域95%的像素点作为每个连通域的分布面积；将每个连通域的分布面积与墙体视频帧图像的面积之比作为每个连通域的分布占比值。
[0012]所述计算每个连通域的渗水概率的过程为：获取在当前采样时刻墙体视频帧图像中每个连通域的分布占比值和前一采样时刻的墙体视频帧图像中相同位置的连通域的分布占比值，将每个连通域在当前采样时刻墙体视频帧图像中的分布占比值和前一采样时刻的墙体视频帧图像中的分布占比值的差值，与当前采样时刻和前一采样时刻的采样间隔时间的比值作为每个连通域的连通域变化率；设置渗水连通域变化率区间，根据每个连通域的连通域变化率以及渗水连通域变化率区间计算每个连通域的渗水概率，计算公式如下：
式中：表示第个连通域的渗水概率，表示第个连通域的连通域变化率，、分别表示渗水连通域变化率区间的上限值与下限值，为自然对数底数。
[0013]所述确定是否存在渗水区域的方法为：获取每个连通域的轮廓特征值、边缘梯度强度和渗水概率，分别对轮廓特征值、边缘梯度强度和渗水概率设置权重值，将每个连通域的轮廓特征值、边缘梯度强度和渗水概率以及每个参数对应的权重值的乘积的均值作为每个连通域的渗水指标值；设置渗水阈值，将连通域的渗水指标值大于等于渗水阈值的连通域作为渗水区域，判断每个连通域是否为渗水区域。
[0014]相比于现有技术，本专利技术实施例的有益效果在于：本专利技术通过获取监控中的实时图像对墙体是否存在渗水情况进行分析，根据实时图像中的连通域中的灰度值以及连通域边缘的梯度变化情况，根据渗水区域的颜色特征，结合每次间隔频率相同位置的连通域区域是否有扩散的情况，能确定每个连通域区域是否为渗水区域，够提高对墙体渗水的检测精确度。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术实施例基于室内监控的地下建筑墙体渗水实时监测方法提供的方法流程图；图2为本专利技术实施例基于室内监控的地下建筑墙体渗水实时监测方法提供的地下建筑图；图3为本专利技术实施例基于室内监控的地下建筑墙体渗水实时监测方法提供的墙体渗水图；图4为本专利技术实施例基于室内监控的地下建筑墙体渗水实时监测方法提供的阴影包含渗水示意图。
具体实施方式
[0017]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于室内监控的地下建筑墙体渗水实时监测方法，其特征在于，包括：获取多张地下建筑的墙体视频帧图像；对每一张墙体视频帧图像进行连通域检测，得到每一张墙体视频帧图像中的连通域，以及每个连通域的边缘线；根据每一张墙体视频帧图像中每个连通域的边缘线以及每个连通域的面积计算每个连通域的圆形度；根据每一张墙体视频帧图像中每个连通域的面积以及最小外接矩形的面积计算每个连通域的矩形度；利用每一张墙体视频帧图像中每个连通域的圆形度和矩形度得到每个连通域的轮廓特征值；获取每个连通域的边缘线上的边缘点的梯度，利用每个连通域的边缘线上的边缘点的梯度信息和边缘点的数量计算每个连通域的边缘梯度强度；根据每个连通域内灰度值的频数，以及每个连通域对应的墙体视频帧图像的像素点数量，确定每个连通域的分布占比值；根据任意一张墙体视频帧图像与前一张墙体视频帧图像中相同位置的连通域的分布占比值，计算每个连通域的连通域变化率；设置渗水连通域变化率区间，利用每个连通域的连通域变化率和设置渗水连通域变化率区间得到每个连通域的渗水概率；利用每个连通域的轮廓特征值、边缘梯度强度和渗水概率计算每个连通域的渗水指标值，利用每一个连通域的渗水指标值判断该连通域对应的区域是否为渗水区域。2.根据权利要求1所述的基于室内监控的地下建筑墙体渗水实时监测方法，其特征在于，还包括：所述多张地下建筑的墙体视频帧图像为：获取经过一定时间采集的监控视频中的地下建筑的墙体图像；将采集的墙体图像输入神经网络中，输出墙体图像在采集时是否存在外来光源将采集时存在外来光源的墙体图像进行筛除，继续进行下一次采样，直到采集的墙体图像不存在外来光源，将该不存在外来光源的墙体图像作为当前采样时刻的墙体视频帧图像。3.根据权利要求1所述的基于室内监控的地下建筑墙体渗水实时监测方法，其特征在于，所述计算每个连通域的圆形度的方法为：获取每个连通域的边缘线长度和每个连通域的面积，将每个连通域的面积和四倍圆周率的乘积与边缘线的长度的平方之商作为每个连通域的圆形度；其中，连通域的边缘线长度即构成该连通域的边缘线的边缘点数量。4.根据权利要求1所述的基于室内监控的地下建筑墙体渗水实时监测方法，其特征在于，所述计算每个连通域的矩形度的方法为：获取每个连通域的最小外接矩形，将每个连通域的面积与最小外接矩形的面积的比值作为每个连通域的矩形度...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杨，王凤高，张森，米婷婷，
申请(专利权)人：南京优佳建筑设计有限公司，
类型：发明
国别省市：