一种基于图像处理的识别方法与流程

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种基于图像处理的识别方法。

背景技术：

当前，沙滩边出游发生生命危险的事情已经不是稀罕事件，当夏天来临选择去海边游玩人们越来越多，大海对于常人的印象是宽广美丽的，但是你知道吗，其实看起来静谧的大海很可能暗藏危险。其中，离岸流产生的漩涡是沙滩近海区域的主要杀手。

断层海潮的专业术语叫离岸流，又叫裂流，是一股射束似的狭窄而强劲的水流，是极易产生漩涡的危险之地。离岸流主要是沙滩地形、环流场、波浪和潮汐综合作用形成的。水流狭窄而强劲，垂直于海岸向外海流去。最危险的部分是流颈，水流窄而速度大，很容易发生溺水事故。

离岸流会在人毫无防备的情况下突然出现。而且在任何天气条件下都可能发生，他会出现在多种类型的沙滩上。与因猛烈撞击而发出巨大声响的波浪不同，离岸流不会引起人的注意，直到人身陷其中才会发觉。当前，对沙滩的安全检测力度不够，更不用说对沙滩近海区域的离岸流的检测了。

因此，需要一种新的海面危险地段识别机制，能够及时识别到沙滩近海区域的危险地段，从而提醒人们及时更改自己的游玩场所，保障自身远离危险地段，避免人身事故发生。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于图像处理的识别系统及方法，基于暗流图形特征匹配并分割出去噪高清图像中的暗流子图像，基于暗流子图像在去噪高清图像中的相对位置确定对应的暗流位置，基于靠近沙滩的海面的安全线和靠近沙滩的海面的中线判断多个海面地段中的异常地段，将暗流位置和异常地段重复的区域作为危险地段输出。

根据本发明的一方面，提供了一种基于图像处理的识别方法，所述方法包括：

对靠近沙滩的海面进行区域划分，获得多个海面地段，并对多个海面地段进行顺序编号，其中对靠近沙滩的海面进行的区域划分采用等间隔划分模式；

针对每一个海面地段，检测并输出每一次浪涌到沙滩所能够到达的最前位置以作为历次浪尖位置；

针对每一个海面地段，基于历次浪尖位置统计平均浪尖位置，并基于各个海面地段的平均浪尖位置构造靠近沙滩的海面的安全线；

确定各个海面地段的平均浪尖位置的平均值位置以作为中线点位置，将沿着海岸线方向且基于中线点位置构造的直线作为靠近沙滩的海面的中线；

基于靠近沙滩的海面的安全线和靠近沙滩的海面的中线判断多个海面地段中的危险地段；

其中，所述基于各个海面地段的平均浪尖位置构造靠近沙滩的海面的安全线包括：将各个海面地段的平均浪尖位置连接起来获得的曲线即靠近沙滩的海面的安全线。

更具体地，在所述基于图像处理的识别方法中，还包括：接收多个海面地段中的危险地段，并将多个海面地段中的危险地段无线发送给远端的沙滩管理控制中心；其中，基于历次浪尖位置统计平均浪尖位置包括：将历次浪尖位置相加后并除以历次的次数而获得的位置作为平均浪尖位置。

更具体地，在所述基于图像处理的识别方法中，还包括：

接收多个海面地段中的危险地段，实时显示与多个海面地段中的危险地段对应的文字显示信息；

对靠近沙滩的海面进行高清图像数据采集以获得高清近海图像；

对高清近海图像进行噪声分析，以获得各个噪声类型以及每一种噪声对应的噪声幅度等级；

接收高清近海图像、各个噪声类型以及每一种噪声对应的噪声幅度等级，在噪声幅度等级大于预设等级阈值时，将对应的噪声类型作为目标噪声类型，基于各个目标噪声类型的噪声幅度等级大小顺序设置每一个目标噪声类型的去噪优先级，按照各个目标噪声类型的去噪优先级对高清近海图像依次执行相应的去噪处理，获得去噪高清图像；

基于暗流图形特征匹配并分割出去噪高清图像中的暗流子图像，基于暗流子图像在去噪高清图像中的相对位置确定对应的暗流位置，并基于对靠近沙滩的海面进行区域划分的划分结果确定并输出对应的暗流位置所在海面地段的区域编号以作为第一编号；

基于靠近沙滩的海面的安全线和靠近沙滩的海面的中线判断多个海面地段中的危险地段包括：基于靠近沙滩的海面的安全线和靠近沙滩的海面的中线判断多个海面地段中的异常地段，基于对靠近沙滩的海面进行区域划分的划分结果确定异常地段的区域编号以作为第二编号，并在存在重复的第一编号与第二编号时，输出危险报警信号以及与重复的编号数值，还将与重复的编号对应的海面地段作为危险地段输出；

其中，基于靠近沙滩的海面的安全线和靠近沙滩的海面的中线判断多个海面地段中的异常地段包括：针对每一个海面地段，当其安全线部分在其中线部分之下时，将该海面地段确定为异常地段。

更具体地，在所述基于图像处理的识别方法中，还包括：接收危险报警信号以及与重复的编号数值，并播放与危险报警信号以及与重复的编号数值分别对应的语音警示内容。

更具体地，在所述基于图像处理的识别方法中：基于历次浪尖位置统计平均浪尖位置包括：将历次浪尖位置中，出现频率最频繁的浪尖位置作为平均浪尖位置。

更具体地，在所述基于图像处理的识别方法中：在接收多个海面地段中的危险地段，实时显示与多个海面地段中的危险地段对应的文字显示信息的同时，还接收并实时显示靠近沙滩的海面的安全线和靠近沙滩的海面的中线；其中，靠近沙滩的海面的安全线和靠近沙滩的海面的中线都是基于时间实时刷新的数据。

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基于图像处理的识别系统的结构方框图。

图2为根据本发明实施方案示出的基于图像处理的识别方法的步骤流程图。

附图标记：1海面规划设备；2浪尖检测设备；3安全线识别设备；4中线构造设备；5危险区域判断设备；s101对靠近沙滩的海面进行区域划分，获得多个海面地段，并对多个海面地段进行顺序编号，其中对靠近沙滩的海面进行的区域划分采用等间隔划分模式；s102针对每一个海面地段，检测并输出每一次浪涌到沙滩所能够到达的最前位置以作为历次浪尖位置；s103针对每一个海面地段，基于历次浪尖位置统计平均浪尖位置，并基于各个海面地段的平均浪尖位置构造靠近沙滩的海面的安全线；s104确定各个海面地段的平均浪尖位置的平均值位置以作为中线点位置，将沿着海岸线方向且基于中线点位置构造的直线作为靠近沙滩的海面的中线；s105基于靠近沙滩的海面的安全线和靠近沙滩的海面的中线判断多个海面地段中的危险地段

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的基于图像处理的识别方法的实施方案进行详细说明。

沙滩是波浪及其派生的沿岸水流综合作用的产物。外海波浪传入近岸浅水区，受到海底的摩擦作用，波峰变陡、波谷变缓，水质点运动轨迹呈现往复流动，而且向岸进流速度通常大于离岸回流速度，导致底部泥沙净向岸搬运，并被激岸浪的上冲水流带至海滨线上堆积。沙滩物质一般上部较粗，滩坡坡度较大；下部物质较细，滩坡平缓。由于激岸浪及其冲流和回流的反复作用，使沙滩沙成为分选最佳的沉积物。

去海边玩，沙滩是人们必去的玩耍场所，尤其对于孩子来说，沙滩是他们的乐园，堆城堡、挖螃蟹的游戏能够从早玩到黑。而对于大人来说，可玩的项目更多，沙滩上逐浪、近海冲浪、拍照、卡丁车等活动常见诸于沙滩上。

然而，沙滩本身也是一个不安全的场所，其潜伏了很多危险，孩子被海浪卷走，游泳者被漩涡卷入深海等报道常见于报端，一旦发生事故，必然是重大伤亡事故，而由于沙滩环境的复杂性，现有技术中并不存在围绕沙滩近海区域安全检测的安全保障机制。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于图像处理的识别系统及方法，通过基于图像处理的暗流检测和基于沙滩浪尖的位置判断，实现对沙滩近海海面危险地段的实时识别。

图1为根据本发明实施方案示出的基于图像处理的识别系统的结构方框图，所述系统包括：

海面规划设备，用于对靠近沙滩的海面进行区域划分，获得多个海面地段，并对多个海面地段进行顺序编号，其中对靠近沙滩的海面进行的区域划分采用等间隔划分模式；

浪尖检测设备，用于针对每一个海面地段，检测并输出每一次浪涌到沙滩所能够到达的最前位置以作为历次浪尖位置；

安全线识别设备，用于针对每一个海面地段，基于历次浪尖位置统计平均浪尖位置，并基于各个海面地段的平均浪尖位置构造靠近沙滩的海面的安全线；

中线构造设备，用于确定各个海面地段的平均浪尖位置的平均值位置以作为中线点位置，将沿着海岸线方向且基于中线点位置构造的直线作为靠近沙滩的海面的中线；

危险区域判断设备，用于基于安全线识别设备和中线构造设备的输出判断多个海面地段中的危险地段；

其中，所述基于各个海面地段的平均浪尖位置构造靠近沙滩的海面的安全线包括：将各个海面地段的平均浪尖位置连接起来获得的曲线即靠近沙滩的海面的安全线。

接着，继续对本发明的基于图像处理的识别系统的具体结构进行进一步的说明。

所述基于图像处理的识别系统中还可以包括：

无线通信设备，用于接收多个海面地段中的危险地段，并将多个海面地段中的危险地段无线发送给远端的沙滩管理控制中心；其中，基于历次浪尖位置统计平均浪尖位置包括：将历次浪尖位置相加后并除以历次的次数而获得的位置作为平均浪尖位置。

所述基于图像处理的识别系统中还可以包括：

显示设备，用于接收多个海面地段中的危险地段，实时显示与多个海面地段中的危险地段对应的文字显示信息；

高清摄像设备，用于对靠近沙滩的海面进行高清图像数据采集以获得高清近海图像；

信号分析设备，用于对高清近海图像进行噪声分析，以获得各个噪声类型以及每一种噪声对应的噪声幅度等级；

信号去噪设备，用于接收高清近海图像、各个噪声类型以及每一种噪声对应的噪声幅度等级，在噪声幅度等级大于预设等级阈值时，将对应的噪声类型作为目标噪声类型，基于各个目标噪声类型的噪声幅度等级大小顺序设置每一个目标噪声类型的去噪优先级，按照各个目标噪声类型的去噪优先级对高清近海图像依次执行相应的去噪处理，获得去噪高清图像；

暗流区域检测设备，用于基于暗流图形特征匹配并分割出去噪高清图像中的暗流子图像，基于暗流子图像在去噪高清图像中的相对位置确定对应的暗流位置，并基于海面规划设备的划分结果确定并输出对应的暗流位置所在海面地段的区域编号以作为第一编号；

所述危险区域判断设备用于基于安全线识别设备和中线构造设备的输出判断多个海面地段中的危险地段包括：所述危险区域判断设备基于安全线识别设备和中线构造设备的输出确定多个海面地段中的异常地段，基于海面规划设备的划分结果确定异常地段的区域编号以作为第二编号，并在存在重复的第一编号与第二编号时，输出危险报警信号以及与重复的编号数值，还将与重复的编号对应的海面地段作为危险地段输出；

其中，基于安全线识别设备和中线构造设备的输出确定多个海面地段中的异常地段包括：针对每一个海面地段，当其安全性部分在中线部分之下时，将该海面地段确定为异常地段。

所述基于图像处理的识别系统中还可以包括：

语音播放设备，用于接收危险报警信号以及与重复的编号数值，并播放与危险报警信号以及与重复的编号数值分别对应的语音警示内容。

所述基于图像处理的识别系统中：基于历次浪尖位置统计平均浪尖位置包括：将历次浪尖位置中，出现频率最频繁的浪尖位置作为平均浪尖位置。

所述基于图像处理的识别系统中：显示设备还用于接收安全线识别设备和中线构造设备的输出，以实时显示靠近沙滩的海面的安全线和靠近沙滩的海面的中线；其中，靠近沙滩的海面的安全线和靠近沙滩的海面的中线都是基于时间实时刷新的数据。

图2为根据本发明实施方案示出的基于图像处理的识别方法的步骤流程图，所述方法包括：

对靠近沙滩的海面进行区域划分，获得多个海面地段，并对多个海面地段进行顺序编号，其中对靠近沙滩的海面进行的区域划分采用等间隔划分模式；

针对每一个海面地段，检测并输出每一次浪涌到沙滩所能够到达的最前位置以作为历次浪尖位置；

针对每一个海面地段，基于历次浪尖位置统计平均浪尖位置，并基于各个海面地段的平均浪尖位置构造靠近沙滩的海面的安全线；

确定各个海面地段的平均浪尖位置的平均值位置以作为中线点位置，将沿着海岸线方向且基于中线点位置构造的直线作为靠近沙滩的海面的中线；

基于靠近沙滩的海面的安全线和靠近沙滩的海面的中线判断多个海面地段中的危险地段；

其中，所述基于各个海面地段的平均浪尖位置构造靠近沙滩的海面的安全线包括：将各个海面地段的平均浪尖位置连接起来获得的曲线即靠近沙滩的海面的安全线。

接着，继续对本发明的基于图像处理的识别方法的具体步骤进行进一步的说明。

所述基于图像处理的识别方法中还可以包括：

接收多个海面地段中的危险地段，并将多个海面地段中的危险地段无线发送给远端的沙滩管理控制中心；其中，基于历次浪尖位置统计平均浪尖位置包括：将历次浪尖位置相加后并除以历次的次数而获得的位置作为平均浪尖位置。

所述基于图像处理的识别方法中还可以包括：

接收多个海面地段中的危险地段，实时显示与多个海面地段中的危险地段对应的文字显示信息；

对靠近沙滩的海面进行高清图像数据采集以获得高清近海图像；

对高清近海图像进行噪声分析，以获得各个噪声类型以及每一种噪声对应的噪声幅度等级；

接收高清近海图像、各个噪声类型以及每一种噪声对应的噪声幅度等级，在噪声幅度等级大于预设等级阈值时，将对应的噪声类型作为目标噪声类型，基于各个目标噪声类型的噪声幅度等级大小顺序设置每一个目标噪声类型的去噪优先级，按照各个目标噪声类型的去噪优先级对高清近海图像依次执行相应的去噪处理，获得去噪高清图像；

基于暗流图形特征匹配并分割出去噪高清图像中的暗流子图像，基于暗流子图像在去噪高清图像中的相对位置确定对应的暗流位置，并基于对靠近沙滩的海面进行区域划分的划分结果确定并输出对应的暗流位置所在海面地段的区域编号以作为第一编号；

基于靠近沙滩的海面的安全线和靠近沙滩的海面的中线判断多个海面地段中的危险地段包括：基于靠近沙滩的海面的安全线和靠近沙滩的海面的中线判断多个海面地段中的异常地段，基于对靠近沙滩的海面进行区域划分的划分结果确定异常地段的区域编号以作为第二编号，并在存在重复的第一编号与第二编号时，输出危险报警信号以及与重复的编号数值，还将与重复的编号对应的海面地段作为危险地段输出；

其中，基于靠近沙滩的海面的安全线和靠近沙滩的海面的中线判断多个海面地段中的异常地段包括：针对每一个海面地段，当其安全线部分在其中线部分之下时，将该海面地段确定为异常地段。

所述基于图像处理的识别方法中还可以包括：接收危险报警信号以及与重复的编号数值，并播放与危险报警信号以及与重复的编号数值分别对应的语音警示内容。

所述基于图像处理的识别方法中：基于历次浪尖位置统计平均浪尖位置包括：将历次浪尖位置中，出现频率最频繁的浪尖位置作为平均浪尖位置。

所述基于图像处理的识别方法中：在接收多个海面地段中的危险地段，实时显示与多个海面地段中的危险地段对应的文字显示信息的同时，还接收并实时显示靠近沙滩的海面的安全线和靠近沙滩的海面的中线；其中，靠近沙滩的海面的安全线和靠近沙滩的海面的中线都是基于时间实时刷新的数据。

另外，所述危险区域判断设备的功能采用数字信号处理器来替换实现。数字信号处理器是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。

根据数字信号处理的要求，数字信号处理器一般具有如下主要特点：(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；(2)程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；(3)片内具有快速ram，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；(5)快速的中断处理和硬件i/o支持；(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；(7)可以并行执行多个操作；(8)支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。

采用本发明的基于图像处理的识别系统及方法，针对现有技术中沙滩近海海面情况复杂、难以准确识别危险地段的技术问题，通过对沙滩近海海面的各个参数的准确检测，采用两种模式对危险地段进行初步判断，并将两种模式都判断为危险地段的区域作为最终危险地段输出，从而为近海区域的人们提供有效的参考信息。

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。