基于碎片大数据处理的释放系统的制作方法

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种基于碎片大数据处理的释放系统。

背景技术

计算机图形学的快速发展使得伪造数字图像日趋容易，图像的真实性面临着巨大挑战，从而导致数字图像防伪这一新型课题被提出以用于图像真伪的鉴别上，其中包括对自然图像与计算机生成图像的鉴别。

目前，对于计算机生成图像与自然图像的鉴别研究成果较少，而且在性能上也存在不足。现有的算法大都采用特征提取-分类鉴别的机器学习的思想，着重分析图像变换域上的统计特征。然而，未能指出自然图像与计算机生成图像的本质差异性，实际检测精确度不佳，对于压缩图像及图像后续处理操作等的适应性也较差。自然图像与计算机生成图像的生成是两个不同的成像过程，两者成像机理存在差异性，通过分析其元像素信息以获得反应底层特有处理操作的固有属性，可有助于实现两者的鉴别。

为此，dehnie等人提出了基于不同成像机理造成的固有模式噪声来鉴别图像，实验结果显示，对jpeg压缩、gamma校正等操作的鲁棒性有了很好提高，但其并未从原理指出自然图像与计算机生成图像的噪声分布有何不同，因此得出的噪声分量精确性较差。此外，现有技术还提出利用模式噪声来鉴别自然图像相机来源，实验结果显示，其鉴别精度较高。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于碎片大数据处理的释放系统，能够克服水上的复杂环境以实现现场成像和现场图像处理操作，从而确定出待救援人员的数量，并基于待救援人员的数量确定各项物资的发放数量，从而避免实现了水上救援物质的定量释放。

具体地，本发明至少具备以下几个重要的发明点：

(1)基于图像分析模式准确确定水上落水人员的数量，并基于水上落水人员的数量自发发放与水上落水人员的数量相符的救援物质，从而缩短了救援时间，提高了救援的效率；

(2)采用正态分布图选择待处理图像中的目标像素点，保证了目标像素点选择的随机性和后续明度判断的真实性，同时，基于hsl颜色空间对整幅图进行数据分析，保证了图像亮度检测的全面性；

(3)基于所述分析参考值确定对所述高清水面图像切割得到的碎片数量，同时基于每一个图像碎片自身的昏暗程度确定对所述图像碎片执行图像补光的力度，从而实现了基于图像本身内容的图像补光处理。

根据本发明的一方面，提供了一种水上救援物质定量释放系统，所述系统包括：

物资存放仓库，设置在巡逻机上，用于储存为援助水上落水人员所需要的各项物资；

数量统计设备，设置在巡逻机上，分别与目标检测设备和水面拍摄设备连接，用于接收所述目标检测设备输出的多个人体图案和所述水面拍摄设备输出的高清水面图像，基于人体图案的数量确定并发出待救援人员的数量，所述各项物资包括矿泉水、压缩饼干以及游泳救生圈；

物资分析设备，与所述数量统计设备连接，用于接收待救援人员的数量，并基于待救援人员的数量确定各项物资的发放数量，在所述物资分析设备中，基于待救援人员的数量确定各项物资的发放数量包括：基于待救援人员的数量确定每一项物质的发放数量；

物资发放机构，包括步进驱动电机、物资释放窗口和物资释放开关，所述物资释放窗口与所述物资存放仓库连接，面向巡逻机下方，用于在打开状态下向水上释放物资，还用于在关闭状态下停止物资的水上释放，所述物资释放开关与所述物资释放窗口连接，用于控制所述物资释放窗口进入打开状态或关闭状态，所述步进驱动电机分别与所述物资分析设备和所述物资释放开关连接，用于基于接收到的各项物资的发放数量对所述物资释放开关进行控制，以按照各项物资的发放数量实现所述物资释放窗口向水上的定量物质释放；

水面拍摄设备，设置在巡逻机上，用于对水面场景进行高清水面图像数据采集，以获得并输出高清水面图像。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的水上救援物质定量释放系统的结构方框图。

图2为根据本发明实施方案示出的水上救援物质定量释放方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的实施方案进行详细说明。

帮助落水人员维持自救能力的急救设备，一般有浮游装具、通信设备和信号器材等。

浮游装具主要包括救生艇、救生背心和防水防寒服。救生艇是一种气胀式橡皮艇，可以装载4-7人左右。橡皮艇的气艇充气后，在水上产生浮力，使之不致下沉。不用时，救生艇折叠、包装在帆布包里，急用时，打开帆布包，救生艇可自动充气，救生背心和防水防寒服是穿在身上的浮游装具。防寒服，在零度的水温中，可保障人员不致冻坏。防水服一旦和水接触后，表面马上形成一层防水服，保证人员落水后，不被海水浸湿。

通信设备是一台小型的收发报话机。这种小型收发报话机被海水浸湿后，机件性能不发生变化，通话距离为100公里。

信号器材的种类很多，可分为目视信号器材、音响信号器材和信号旗等。目视信号器材有白天用的反光镜，海水染色剂、烟雾等，夜间用的火光、闪光灯、白炽灯、闪光弹、曳光弹、信号弹等。音响信号器材有射击用的手枪、哨子、警报器、喊话筒等。信号旗分为红、绿、白三面。落水人员可以使用这些器材表示各种信号和请求援救。

在巡逻机抵达出事水面时，需要在极短时间内确定投放的与落水人员数量相匹配的急救设备的数量，以在立即给频临死亡的落水人员提供帮助的同时，节省急救设备的使用次数，减少巡逻机的有效负载。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种水上救援物质定量释放系统，能够有效解决上述技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的水上救援物质定量释放系统的结构方框图，所述系统包括：

物资存放仓库，设置在巡逻机上，用于储存为援助水上落水人员所需要的各项物资；

数量统计设备，设置在巡逻机上，分别与目标检测设备和水面拍摄设备连接，用于接收所述目标检测设备输出的多个人体图案和所述水面拍摄设备输出的高清水面图像，基于人体图案的数量确定并发出待救援人员的数量；

其中，所述各项物资包括矿泉水、压缩饼干以及游泳救生圈。

接着，继续对本发明的水上救援物质定量释放系统的具体结构进行进一步的说明。

所述水上救援物质定量释放系统中还可以包括：

物资分析设备，与所述数量统计设备连接，用于接收待救援人员的数量，并基于待救援人员的数量确定各项物资的发放数量；

其中，在所述物资分析设备中，基于待救援人员的数量确定各项物资的发放数量包括：基于待救援人员的数量确定每一项物质的发放数量。

所述水上救援物质定量释放系统中还可以包括：

物资发放机构，包括步进驱动电机、物资释放窗口和物资释放开关，所述物资释放窗口与所述物资存放仓库连接，面向巡逻机下方，用于在打开状态下向水上释放物资，还用于在关闭状态下停止物资的水上释放，所述物资释放开关与所述物资释放窗口连接，用于控制所述物资释放窗口进入打开状态或关闭状态，所述步进驱动电机分别与所述物资分析设备和所述物资释放开关连接，用于基于接收到的各项物资的发放数量对所述物资释放开关进行控制，以按照各项物资的发放数量实现所述物资释放窗口向水上的定量物质释放；

水面拍摄设备，设置在巡逻机上，用于对水面场景进行高清水面图像数据采集，以获得并输出高清水面图像；

第一处理设备，与所述水面拍摄设备连接，用于接收所述高清水面图像，以所述高清水面图像中的水平方向的中心列为y轴，以所述高清水面图像中的垂直方向的中心行为x轴，基于所述x轴和所述y轴在所述高清水面图像中描绘出正态分布图，并将所述高清水面图像中正态分布图经过的各个像素点作为多个目标像素点输出；

第二处理设备，与所述第一处理设备连接，用于接收所述多个目标像素点的h通道值、l通道值和s通道值，对h通道值、l通道值和s通道值进行数值映射处理，以将h通道值、l通道值和s通道值都映射到0到10的分布区间；所述第二处理设备还针对每一个目标像素点做以下操作：将映射后h通道值除以映射后l通道值的结果与映射后s通道值除以映射后l通道值的结果相加以获得对应目标像素点的比例值；

第三处理设备，与所述第二处理设备连接，用于将所述多个目标像素点的比例值相加后除以所述多个目标像素点的数量以获得分析参考值；

碎片处理设备，分别与所述水面拍摄设备和所述第三处理设备连接，用于接收所述分析参考值以及所述高清水面图像，基于所述分析参考值确定对所述高清水面图像切割得到的碎片数量，还用于基于所述碎片数据对所述高清水面图像进行碎片切割处理，以获得并输出多个图像碎片；

分碎片补光设备，与所述碎片处理设备连接，用于接收所述多个图像碎片，并基于每一个图像碎片自身的昏暗程度确定对所述图像碎片执行图像补光的强度，并将多个执行完图像补光处理的图像碎片复合以获得分碎片补光图像；

目标检测设备，与所述分碎片补光设备连接，用于接收所述分碎片补光图像，并对所述分碎片补光图像进行人体目标检测，以获得并输出多个人体图案。

在所述水上救援物质定量释放系统中：

在所述碎片处理设备中，所述分析参考值越大，对所述高清水面图像切割得到的碎片数量越少。

所述水上救援物质定量释放系统中还可以包括：

现场音频播放设备，设置在巡逻机上，与所述目标检测设备连接；

其中，所述现场音频播放设备用于播放与多个人体图案对应的人体数量。

图2为根据本发明实施方案示出的水上救援物质定量释放方法的步骤流程图，所述方法包括：

步骤101：使用物资存放仓库，设置在巡逻机上，用于储存为援助水上落水人员所需要的各项物资；

步骤102：使用数量统计设备，设置在巡逻机上，分别与目标检测设备和水面拍摄设备连接，用于接收所述目标检测设备输出的多个人体图案和所述水面拍摄设备输出的高清水面图像，基于人体图案的数量确定并发出待救援人员的数量；

其中，所述各项物资包括矿泉水、压缩饼干以及游泳救生圈。

接着，继续对本发明的水上救援物质定量释放方法的具体步骤进行进一步的说明。

所述水上救援物质定量释放方法还可以包括：

步骤103：使用物资分析设备，与所述数量统计设备连接，用于接收待救援人员的数量，并基于待救援人员的数量确定各项物资的发放数量；

其中，在所述物资分析设备中，基于待救援人员的数量确定各项物资的发放数量包括：基于待救援人员的数量确定每一项物质的发放数量。

所述水上救援物质定量释放方法还可以包括：

步骤104：使用物资发放机构，包括步进驱动电机、物资释放窗口和物资释放开关，所述物资释放窗口与所述物资存放仓库连接，面向巡逻机下方，用于在打开状态下向水上释放物资，还用于在关闭状态下停止物资的水上释放，所述物资释放开关与所述物资释放窗口连接，用于控制所述物资释放窗口进入打开状态或关闭状态，所述步进驱动电机分别与所述物资分析设备和所述物资释放开关连接，用于基于接收到的各项物资的发放数量对所述物资释放开关进行控制，以按照各项物资的发放数量实现所述物资释放窗口向水上的定量物质释放；

使用水面拍摄设备，设置在巡逻机上，用于对水面场景进行高清水面图像数据采集，以获得并输出高清水面图像；

使用第一处理设备，与所述水面拍摄设备连接，用于接收所述高清水面图像，以所述高清水面图像中的水平方向的中心列为y轴，以所述高清水面图像中的垂直方向的中心行为x轴，基于所述x轴和所述y轴在所述高清水面图像中描绘出正态分布图，并将所述高清水面图像中正态分布图经过的各个像素点作为多个目标像素点输出；

使用第二处理设备，与所述第一处理设备连接，用于接收所述多个目标像素点的h通道值、l通道值和s通道值，对h通道值、l通道值和s通道值进行数值映射处理，以将h通道值、l通道值和s通道值都映射到0到10的分布区间；所述第二处理设备还针对每一个目标像素点做以下操作：将映射后h通道值除以映射后l通道值的结果与映射后s通道值除以映射后l通道值的结果相加以获得对应目标像素点的比例值；

使用第三处理设备，与所述第二处理设备连接，用于将所述多个目标像素点的比例值相加后除以所述多个目标像素点的数量以获得分析参考值；

使用碎片处理设备，分别与所述水面拍摄设备和所述第三处理设备连接，用于接收所述分析参考值以及所述高清水面图像，基于所述分析参考值确定对所述高清水面图像切割得到的碎片数量，还用于基于所述碎片数据对所述高清水面图像进行碎片切割处理，以获得并输出多个图像碎片；

使用分碎片补光设备，与所述碎片处理设备连接，用于接收所述多个图像碎片，并基于每一个图像碎片自身的昏暗程度确定对所述图像碎片执行图像补光的强度，并将多个执行完图像补光处理的图像碎片复合以获得分碎片补光图像；

使用目标检测设备，与所述分碎片补光设备连接，用于接收所述分碎片补光图像，并对所述分碎片补光图像进行人体目标检测，以获得并输出多个人体图案。

在所述水上救援物质定量释放方法中：

在所述碎片处理设备中，所述分析参考值越大，对所述高清水面图像切割得到的碎片数量越少。

所述水上救援物质定量释放方法还可以包括：

使用现场音频播放设备，设置在巡逻机上，与所述目标检测设备连接；

其中，所述现场音频播放设备用于播放与多个人体图案对应的人体数量。

另外，所述水面拍摄设备包括cmos传感器。cmos(complementarymetal-oxide-semiconductor)，中文学名为互补金属氧化物半导体，它本是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导最基本的资料。cmos的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在cmos上共存着带n(带-电)和p(带+电)级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。后来发现cmos经过加工也可以作为数码摄影中的图像传感器。

对于独立于电网的便携式应用而言，以低功耗特性而著称的cmos技术具有一个明显的优势：cmos图像传感器是针对5v和3.3v电源电压而设计的。而ccd芯片则需要大约12v的电源电压，因此不得不采用一个电压转换器，从而导致功耗增加。在总功耗方面，把控制和系统功能集成到cmos传感器中将带来另一个好处：它去除了与其他半导体元件的所有外部连接线。其高功耗的驱动器如今已遭弃用，这是因为在芯片内部进行通信所消耗的能量要比通过pcb或衬底的外部实现方式低得多。

cmos传感器也可细分为被动式像素传感器(passivepixelsensorcmos)与主动式像素传感器(activepixelsensorcmos)。

被动式像素传感器(passivepixelsensor，简称pps)，又叫无源式像素传感器，它由一个反向偏置的光敏二极管和一个开关管构成。光敏二极管本质上是一个由p型半导体和n型半导体组成的pn结，它可等效为一个反向偏置的二极管和一个mos电容并联。当开关管开启时，光敏二极管与垂直的列线(columnbus)连通。位于列线末端的电荷积分放大器读出电路(chargeintegratingamplifier)保持列线电压为一常数，当光敏二极管存贮的信号电荷被读出时，其电压被复位到列线电压水平，与此同时，与光信号成正比的电荷由电荷积分放大器转换为电荷输出。

主动式像素传感器(activepixelsensor，简称aps)，又叫有源式像素传感器。几乎在cmospps像素结构发明的同时，人们很快认识到在像素内引入缓冲器或放大器可以改善像素的性能，在cmosaps中每一像素内都有自己的放大器。集成在表面的放大晶体管减少了像素元件的有效表面积，降低了“封装密度”，使40％～50％的入射光被反射。这种传感器的另一个问题是，如何使传感器的多通道放大器之间有较好的匹配，这可以通过降低残余水平的固定图形噪声较好地实现。由于cmosaps像素内的每个放大器仅在此读出期间被激发，所以cmosaps的功耗比ccd图像传感器的还小。

采用本发明的水上救援物质定量释放系统，针对现有技术中的水上救援物质难以高效发放的技术问题，通过定制的水上图像采集设备以及水面图像处理设备，准确确定水上落水人员的数量，并基于水上落水人员的数量自发发放与水上落水人员的数量相符的救援物质，从而缩短了救援时间，更重要的是，避免巡逻机搭载过多的水上救援物质，降低了巡逻机的油耗，减少了巡逻机赶赴现场需要耗费的时间。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。