【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于图像处理
，涉及图像稳定技术、摄像机定标技术、图像修复技 术等，将通过水面船艇巡逻拍摄的视频帧图像转换为水面的鸟瞰图，展示大面积水面状态， 如蓝藻等，具体为一种。
技术介绍
自20世纪60年代以来，太湖流域的经济迅速发展，给环境带来巨大压力，造成了 生态系统的严重破坏和环境质量的下降。按现行的《地表水环境质量标准GB3838-88》，20 世纪90年代中期太湖水质平均已达IV类，1/3湖区为V类，表现为平均每10年水质下降一 个级别，近10多年下降速度明显加快。随着富营养化进程的加快，太湖梅梁湾、丝山湖、西 太湖沿岸等水域蓝藻水华频繁发生。蓝藻异常生长极易堆积、腐烂沉降形成水华，在河口以 及近岸淤积，不仅破坏水体景观和生态系统平衡，而且由于蓝藻在生长过程中释放毒素，消 耗溶解氧，引起水体生物大量死亡，湖泊水质恶化，严重威胁了湖泊周围地区的饮水安全。 2007、2008年太湖爆发的蓝藻事件尤为突出，其暴发时间早、规模强度大，后果已严重威胁 了无锡等市的饮水安全，使经济遭受到巨大的损失。因此，防治湖泊水质污染，保持生态平 衡，以保证人类正常的生活...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
基于游弋图像的水面鸟瞰图成像方法，其特征是首先建立成像系统，包括服务器图像处理系统、客户端界面显示与交互系统和游弋船艇视频采集系统，游弋船艇视频采集系统包括视频采集装置和GPS定位装置，服务器图像处理系统对视频数据进行处理得到水面鸟瞰图像，并输入客户端界面显示与交互系统；其中服务器图像处理系统包括视频稳定模块、摄像机标定模块、图像变换模块和图像拼接模块，客户端界面显示与交互系统包括地图填充及显示模块和网格地图构建模块，包括以下步骤1)、在船艇上设置视频摄像机和GPS定位装置，视频摄像机记录巡逻船艇游历路线中视域内的水面景象，输出视频帧序列，GPS定位装置实时获取船艇巡游中的GPS信息，GPS信息与视频帧序列通过时间一一对应；2)将视频帧序列输入服务器图像处理系统，视频稳定模块通过全局运动估计、运动补偿和图像修复技术对视频帧序列进行预处理，把由于船艇的颠簸导致的画面抖动去除，得到稳定的视频序列图像；3)摄像机标定模块从视频摄像机获取的图像信息来计算水面世界坐标系中的几何信息，完成摄像机标定，得到的信息用于重建水面鸟瞰图影像信息；4)图像变换模块利用摄像机标定模块的标定信息，包括视频摄像机内外参数以及俯仰角等相机姿态，将视频帧序列的视角从侧视转换为俯视，再利用图像重构技术实现对俯视图像的空洞填补、图像清晰化处理，得到视角变换后的清晰鸟瞰图，其中图像重构采用基于模板和基于网格的算法；5)图像拼接模块将一幅幅孤立的视频帧序列俯视图拼合起来，得到一张大图，拼接依据以图像特征点匹配和对数图像处理LIP模型为主，GPS信息的地理坐标为辅；6)网格地图构建模块依据经纬度信息和地图坐标的对应关系将水面的地图按网格分割，生成基于地理信息系统GIS的电子网格地图，其中使用可缩放矢量图形SVG作为地图格式，GPS坐标转换为水面地图坐标，通过GPS经纬度与水面地图坐标的对应关系将地图分割为不同的网格，将鸟瞰图根据GPS坐标填充到对应的水面地图网格中，生成水域的总体鸟瞰图在WEB上发布。2.根据权利要求1所述的基于游弋图像的水面鸟瞰图成像方法，其特征是步骤2)中， 视频稳定模块的处理流程如下21)全局运动估计采用块匹配法和参数模型估计法；22)图像运动补偿首先对视频帧序列的无意和有意运动进行参数估计，采用卡尔曼 状态滤波法进行有意运动参数估计，利用统计学方法构造物理状态空间模型，描述有意和 无意运动参数的动态变化，并基于卡尔曼滤波器估计有意运动参数，然后通过图像变换来 补偿无意运动，使图像序列的运动与估计出的有意运动模型一致，从而达到视频稳定的目 的，假设第η帧图像fn变换参数为(Tn，dn)，则变换模型如下Pn =TnPn+ dn⑴其中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李勃，董蓉，顾昊，江登表，张潇，吴聪，郁健，刘虎，陈晨，陈启美，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84
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