一种污染土壤范围的自动标注系统及方法与流程

本发明涉及土壤污染调查，尤其涉及一种污染土壤范围的自动标注系统及方法。

背景技术：

1、土壤是经济社会可持续发展的物质基础，关系人民群众身体健康。通过开展土壤污染调查，可以了解土壤资源在质量方面的家底，为做好土壤污染防治工作打好基础。为了准确掌握调查地块土壤的污染物种类、含量水平和空间分布，需要准确布点。布点是土壤环境调查的关键环节，布点不当可能发现不了污染，造成误判。通过资料收集、现场踏勘、人员访谈，对信息进行整理和分析进行综合研判完成现场布点，信息的记录通常会采用纸质记录纸、照片对地块的现状进行记录。近年来，由于航拍技术的迅速发展，通过使用导航设备搭载无人机完成高空飞行拍摄土地影像后，应用图像处理技术快速准确获取土壤信息已经成为事实上的标准。

2、然而，大多数土壤污染调查在进行信息记录时，往往会存在信息记录不及时或者拍摄的照片不具有典型性，且不能直观全面的展示地块现状及其边界范围，导致遗漏了部分疑似污染区域，点位布设没有涵盖全部的疑似污染区域；又或者因边界判断不清晰，导致将紧邻地块边界的现状纳入疑似污染区域的识别范围内。目前没有能够对目标地块视频中包含的污染土壤进行边界自动标注的系统。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种污染土壤范围的自动标注系统，包括：

2、信息获取模块，用于获取包含污染土壤的目标地块视频，于所述目标地块视频中选取任意一帧包含所述污染土壤的完整边界的目标地块图像，并对所述目标地块图像进行所述污染土壤的边界标注作为标准图像；

3、边界标注模块，连接所述信息获取模块，用于根据所述标准图像对所述目标地块视频中的除所述标准图像之外的待标注地块图像进行特征提取得到对应的土壤特征点，以所述标准图像作为起始追踪帧对各所述待标注地块图像进行所述土壤特征点的逐帧追踪，并根据逐帧追踪结果对各所述待标注地块图像进行所述污染土壤的边界标注生成包含污染土壤边界标记的已标注视频并输出。

4、优选的，所述边界标注模块包括：

5、序列分割单元，用于以所述标准图像为所述起始追踪帧，将所述目标地块视频中所述标准图像之前的各所述待标注图像按照时间顺序和所述标准图像形成倒序序列，将所述目标地块视频中所述标准图像之后的各所述待标注图像按照时间顺序和所述标准图像形成正序序列；

6、第一跟踪标注单元，连接所述序列分割单元，用于对于所述正序序列中的各所述待标注图像，以所述标准图像为起始追踪帧依次对下一帧所述待标注图像进行特征提取得到对应的所述土壤特征点并进行逐帧追踪，根据逐帧追踪结果对各所述待标注图像进行边界标注得到对应的已标注图像；

7、第二跟踪标注单元，连接所述序列分割单元，用于对于所述倒序序列中的各所述待标注图像，以所述标准图像为起始追踪帧依次对上一帧所述待标注图像进行特征提取得到对应的所述土壤特征点并进行逐帧追踪，根据逐帧追踪结果对各所述待标注图像进行边界标注得到对应的所述已标注图像；

8、视频合成单元，分别连接所述第一跟踪标注单元和所述第二跟踪标注单元，用于在所有所述待标注图像均标注完成后根据各所述已标注图像生成包含污染土壤边界标记的已标注视频并输出。

9、优选的，所述边界标注模块还包括跟踪计算单元，分别连接所述第一跟踪标注单元和所述第二跟踪标注单元，用于计算所述起始追踪帧与相邻的所述待标注图像的所述土壤特征点之间的相似度作为相邻的所述待标注图像的所述逐帧追踪结果，并将所述待标注图像作为所述起始追踪帧。

10、优选的，所述视频合成单元包括：

11、第一合成单元，用于对于所述正序序列，将所述正序序列中各所述待标注图像对应的所述已标注图像按照所述正序序列的时间顺序进行视频合成作为第一视频；

12、第二合成单元，用于对于所述倒序序列，将所述倒序序列中各所述待标注图像对应的所述已标注图像按照所述倒序序列的时间顺序进行视频合成作为第二视频；

13、第三合成单元，连接所述第一合成单元和所述第二合成单元，用于将所述第一视频和所述第二视频以所述标准图像作为视频连接点进行视频合成作为所述已标注视频并输出。

14、优选的，所述跟踪计算单元还用于在判断所述相似度大于相似度阈值时生成追踪成功信号，以及在判断所述相似度不大于所述相似度阈值时生成追踪丢失信号，所述第一跟踪标注单元和所述第二跟踪单元根据所述追踪成功信号对对各所述待标注图像进行边界标注得到对应的所述已标注图像，则所述边界标注模块还包括：

15、调整单元，分别连接所述跟踪计算单元、所述第一跟踪标注单元和所述第二跟踪单元，用于在接收到所述追踪丢失信号时给操作人员相应的提示，随后根据反馈的外部指令对所述起始追踪帧相邻的所述待标注图像进行边界标注作为对应的所述已标注图像。

16、本发明还提供一种污染土壤范围的自动标注方法，应用如上述的自动标注系统，包括：

17、步骤s1，所述自动标注系统获取包含污染土壤的目标地块视频，于所述目标地块视频中选取任意一帧包含所述污染土壤的完整边界的目标地块图像，并对所述目标地块图像进行所述污染土壤的边界标注作为标准图像；

18、步骤s2，所述自动标注系统根据所述标准图像对所述目标地块视频中的除所述标准图像之外的待标注地块图像进行特征提取得到对应的土壤特征点，以所述标准图像作为起始追踪帧对各所述待标注地块图像进行所述土壤特征点的逐帧追踪，并根据逐帧追踪结果对各所述待标注地块图像进行所述污染土壤的边界标注生成包含污染土壤边界标记的已标注视频并输出。

19、优选的，所述步骤s2包括：

20、步骤s21，所述自动标注系统以所述标准图像为所述起始追踪帧，将所述目标地块视频中所述标准图像之前的各所述待标注图像按照时间顺序和所述标准图像形成倒序序列，将所述目标地块视频中所述标准图像之后的各所述待标注图像按照时间顺序和所述标准图像形成正序序列；

21、步骤s22，所述自动标注系统对于所述正序序列中的各所述待标注图像，以所述标准图像为起始追踪帧依次对下一帧所述待标注图像进行特征提取得到对应的所述土壤特征点并进行逐帧追踪，根据逐帧追踪结果对各所述待标注图像进行边界标注得到已标注图像；

22、步骤s23，所述自动标注系统对于所述倒序序列中的各所述待标注图像，以所述标准图像为起始追踪帧依次对上一帧所述待标注图像进行特征提取得到对应的所述土壤特征点并进行逐帧追踪，根据逐帧追踪结果对各所述待标注图像进行边界标注得到已标注图像；

23、步骤s24，所述自动标注系统在所有所述待标注图像均标注完成后根据各所述已标注图像生成包含污染土壤边界标记的已标注视频并输出。

24、优选的，所述步骤s2中根据所述起始追踪帧对各所述待标注图像进行特征提取和逐帧追踪时，将所述起始追踪帧与相邻的所述待标注图像的所述土壤特征点之间的相似度作为相邻的所述待标注图像的所述逐帧追踪结果，并将所述待标注图像作为所述起始追踪帧。

25、优选的，所述步骤s24包括：

26、步骤s241，所述自动标注系统对于所述正序序列，将所述正序序列中各所述待标注图像对应的所述已标注图像按照所述正序序列的时间顺序进行视频合成作为第一视频；

27、步骤s242，所述自动标注系统对于所述倒序序列，将所述倒序序列中各所述待标注图像对应的所述已标注图像按照所述倒序序列的时间顺序进行视频合成作为第二视频；

28、步骤s243，所述自动标注系统将所述第一视频和所述第二视频以所述标准图像作为视频连接点进行视频合成作为所述已标注视频并输出。

29、优选的，所述步骤s22和所述步骤s23还包括判断所述相似度是否大于所述相似度阈值：

30、若是，则对各所述待标注图像进行边界标注得到对应的所述已标注图像；

31、若否，则给操作人员相应的提示，随后根据反馈的外部指令对所述起始追踪帧相邻的所述待标注图像进行边界标注作为对应的所述已标注图像。

32、上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过本发明提供的自动标注系统，基于土壤特征点可以自动的对目标地块视频中的污染土壤的边界进行快速追踪和边界标注，避免了传统方式中因为存在信息记录不及时或者拍摄的照片不具有典型性，且不能直观全面的展示地块现状及其边界范围，导致遗漏了部分疑似污染区域的问题。