基于内容的视频图像处理和人机交互方法技术

本发明专利技术公开了基于内容的视频图像处理和人机交互方法，属于无线通信技术领域，本发明专利技术包括如下步骤：①对输入视频提取特征信息；②根据场景特征，建立场景模型，并在此基础上进行基于场景的运动物体检测；③根据目标内容，建立目标模型，并在此基础上进行基于目标的检测；④通过融合基于场景和基于目标的检测，分析检测目标显著度(重要等级)，生成检测结果，其包括检测目标和重要等级；⑤通过使用计算机视觉注意力选择机制，将监控人员的视觉注意力引导到重要目标，从而有效地利用有限的图像显示空间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于无线通信
。
技术介绍
目前，我国煤层气生产视频监控尚处于开发前期阶段，仍然存在以下几个方面的问题: (I)由于煤层气田生产属于野外作业，气井数量多、分布地域广阔，地形比较复杂，道路条件差，因此靠人工巡井方法工作量太大很难及时发现生产中存在的问题。人工巡井方法受天气影响大，遇到雨雪天气可能数日不能到达井场。从安全性和未来企业发展高效性两方面考虑，生产过程无人值守、可视化远程管理成为煤层气行业发展必然趋势。 (2)在井口众多和周围环境复杂等工作条件下，传统的帧间差分视频数据处理方法和传统的“多窗口显示”人机交互方式已不能满足对井口长时间连续视频监控的需求。如何研究一套成本低廉、性能可靠、适合煤层气田开发的视频图像采集、传输、存储、处理和人机交互的技术及设备，是急需解决的难题。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题的提出，而研制。 本专利技术包括如下步骤: ①对输入视频提取特征信息； ②根据场景特征，建立场景模型，并在此基础上进行基于场景的运动物体检测； ③根据目标内容，建立目标模型，并在此基础上进行基于目标的检测； ④通过融合基于场景和基于目标的检测，分析检测目标显著度(重要等级)，生成包括检测目标和重要等级的检测结果； ⑤通过使用计算机视觉注意力选择机制，将监控人员的视觉注意力引导到重要目标，从而有效地利用有限的图像显示空间。 本专利技术原理及有益效果:在野外复杂场景环境中，对众多煤层气井口进行视频监控，将产生海量视频数据。如何在海量视频数据条件下有效地实现人机交互，是大型视频监控系统的一个重要问题。如前所述，煤层气生产视频监控系统具有多监测点、长时间连续工作的特点。在这种工作条件下，监控人员无法长时间集中注意力，逐点扫描各监控点，因而必须把监控人员的注意力吸引到异常画面上。研究表明，人类感知系统主要利用视觉注意力选择机制，克服复杂视觉场景感知中多尺度和高复杂度问题。视觉注意力选择机制已经在计算机视觉系统中得到重视，并且作为设计理论应用于工程实践。例如，在欧洲战机设计中，视觉注意力选择机制用来指导设计人机交互系统。图1.1所示模型是视觉注意力选择机制在运动目标检测方面的应用。在本项目中，我们将遵循并利用人类注意力选择机制，实现煤层气生产视频监控系统的高效人机交互。 【附图说明】 图1本专利技术流程图。 【具体实施方式】 1、包括如下步骤: ①对输入视频提取特征信息； 通过直方图统计的方法，提取火情红绿蓝三通道颜色特征，提取基于SURF的场景感兴趣点特征； ②根据场景特征，建立场景模型，并在此基础上进行基于场景的运动物体检测； 针对煤层气生产检测目标火情的颜色特征(详见步骤③)，提取视频场景与火情颜色相似的感兴趣区域，在此区域内提取SURF特征点，根据R通道像素值计算相邻帧SURF特征点的5X5邻域的欧拉距离并匹配特征点，计算相邻帧对应SURF特征点的位置差Λ d，记录位置差的数据符号，利用符号检验方法(见公式(I))，判定SURF特征点位置差的变化是否满足高斯分布如果满足高斯分布(见公式(2))，判定当前SURF特征点为场景特征点，记录其位置信息，建立基于特征点的稀疏场景模型；否则，为运动物体SURF特征点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于内容的视频图像处理和人机交互方法，其特征存在于：包括如下步骤：①对输入视频提取特征信息；②根据场景特征，建立场景模型，并在此基础上进行基于场景的运动物体检测；③根据目标内容，建立目标模型，并在此基础上进行基于目标的检测；④通过融合基于场景和基于目标的检测，分析检测目标显著度，生成检测结果，生成检测结果包括检测目标和重要等级；⑤通过使用计算机视觉注意力选择机制，将监控人员的视觉注意力引导到重要目标，从而有效地利用有限的图像显示空间。

【技术特征摘要】
1.基于内容的视频图像处理和人机交互方法，其特征存在于:包括如下步骤: ①对输入视频提取特征信息； ②根据场景特征，建立场景模型，并在此基础上进行基于场景的运动物体检测； ③根据目标内容，建立目标模型，并在此基础上进行基于目标的检测； ④通过融合基于场景和基于目标的检测，分析检测目标显著度，生成检测结果，生成检测结果包括检测目标和重要等级； ⑤通过使用计算机视觉注意力选择机制，将监控人员的视觉注意力引导到重要目标，从而有效地利用有限的图像显示空间。2.根据权利要求1所述的基于内容的视频图像处理和人机交互方法，其特征存在于:根据场景特征，建立场景模型，并在此基础上进行基于场景的运动物体检测方法为:针对煤层气生产检测目标火情的颜色特征，提取视频场景与火情颜色相似的感兴趣区域，在此区域内提取SURF特征点，计算视频图像相邻帧对应SURF特征点的位置差，记录位置差的数据符号，利用符号检验方法，判定SURF特征点位置差的变化是否满足高斯分布；如果满足高斯分布，判定当前SURF特征点为场景特征点，否则，为运动物体SURF特征点。3.根据权利要求1所述的基于内容的视频图像处理和人机交互方法，其特征存在于:根据目标内容，建立目标模型，并在此基础上进行基于目标的检测方法为:在训练阶段，针对煤层气生产检测目标火情的颜色特征，提取火情红，绿，蓝三通道的颜色特征，确定检测火...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨燕，胡小鹏，王凡，裴红，李明辉，崔雅敏，吕泽锋，贺艳花，王国强，陈仕林，魏强，
申请(专利权)人：大连理工大学，中油辽河工程有限公司，中联煤层气有限责任公司，辽宁师范大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21