用于水环境监测基于机理模型的对象辨识方法技术

本发明专利技术公开了一种用于水环境监测基于机理模型的对象辨识方法，依据水环境监测信息采集机理进行建模，并结合先验对象属性，针对水环境监测应用中的目标对象进行辨识的方法，实现对水气界面、水体等复杂环境中对象的准确辨识。本发明专利技术方法根据距离强度关系规则及信道差关系规则构建信息采集过程中的机理模型，确定对象存在的候选区域；并通过机理模型衍生用于对象辨识的判决证据，结合先验的对象属性，在候选区域中提取对象典型性特征；在此基础上，通过图模型对对象典型性特征进行传播，遍历对象区域，实现对象的整体辨识。与现有技术相比，本发明专利技术能够在水环境监测复杂环境中准确的辨识对象属性，辨识准确性较高。

【技术实现步骤摘要】
用于水环境监测基于机理模型的对象辨识方法
本专利技术涉及一种用于水环境监测基于机理模型的对象辨识方法，属于水环境监测

技术介绍
水环境监测场景迥异于常规监测场景，场景环境具有强衰减、高散射等特点，如，水-气界面、水体环境等。在此条件下，采用被动方式进行信息采集难以获取准确可靠的对象属性信息，难以实现场景对象的准确辨识，进而无法为监测提供可靠的对象属性关键因子。鉴于此，目前水环境监测所主要采用的信息采集手段以主动式信息采集为主，即通过外加人工信源补偿用于传输介质中散射和衰减效应所导致的信息损失，以尽量获取准确的对象辐照信息，有助于后端高质量的信息处理。在外加人工信源采集对象信息的过程中所要服从的机理为：人工信源必然主动照准对象区域。这一机理形成了自然的判决证据：当确定照准区域时必然对应于较为粗略的对象区域，形成对象存在的候选区域。候选区域的形成，能够明显降低辨识所需要搜索的区域范围并衍生出对象辨识的证据，将该证据与先验的对象属性相结合，能够提取出对象典型性特征，依据这些特征有助于提高对象辨识的精度。相比较，现有技术多采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水环境监测基于机理模型的对象辨识方法，其特征在于：包括如下步骤：/n(1)根据距离-强度关系规则及信道差关系规则建立水环境监测信息采集机理模型；其中，所述距离-强度关系规则为：在信源照准区域中任意点上的辐照强度与该点位置距离照准中心的距离成反比例关系；所述其中，信道差关系规则为：在信源照准区域中信道间强度相对平衡，信道强度差异明显小于外围非照准区域；/n(2)根据上述建立的机理模型检测信源照准，以确定对象存在的候选区域，并衍生出用于对象辨识的判决证据；/n(3)在候选区域中，综合机理模型所衍生出的判决证据以及先验的对象属性在候选区域中提取对象典型性特征；/n(4)通过图模型对对象典...

【技术特征摘要】
1.一种用于水环境监测基于机理模型的对象辨识方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)根据距离-强度关系规则及信道差关系规则建立水环境监测信息采集机理模型；其中，所述距离-强度关系规则为：在信源照准区域中任意点上的辐照强度与该点位置距离照准中心的距离成反比例关系；所述其中，信道差关系规则为：在信源照准区域中信道间强度相对平衡，信道强度差异明显小于外围非照准区域；
(2)根据上述建立的机理模型检测信源照准，以确定对象存在的候选区域，并衍生出用于对象辨识的判决证据；
(3)在候选区域中，综合机理模型所衍生出的判决证据以及先验的对象属性在候选区域中提取对象典型性特征；
(4)通过图模型对对象典型性特征进行传播，遍历对象区域，实现对对象的整体辨识。


2.根据权利要求1所述的用于水环境监测基于机理模型的对象辨识方法，其特征在于：步骤(1)中，机理模型建模所根据的两种规则解析表达为：
距离-强度关系规则：量测局部区域中的点同该区域中辐照强度最大点间的欧式距离：



其中，D(x,m)为从点x到以点x为中心局部区域Ωx中辐照强度最大点m间的欧式距离，(ξ1,γ1)和(ξ2,γ2)为坐标点x和m的坐标，d为欧式距离的上标；
信道差关系规则：量测不同信道间的辐照强度差异：



其中，为点x处单一信道强度同综合强度间平方差，分别为点x在r、g、b三个单一信道上的强度；
根据上述两种关系规则，机理模型建模为：


3.根据权利要求2所述的用于水环境监测基于机理模型的对象辨识方法，其特征在于：步骤(2)中，根据机理模型检测信源照准，以确定对象存在的候选区域，并衍生出用于对象辨识的判决证据，具体为：
当fx小于阈值Τ时，认为点x为信源照准区域进而确定对象存在的候选区域，fx大于等于阈值Τ时，认为点x为背景区域：

【专利技术属性】
技术研发人员：陈哲，徐立中，严锡君，周思源，张丽丽，黄晶，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32