一种建筑施工智慧管理系统的制作方法

本发明涉及视频信号压缩，具体涉及一种建筑施工智慧管理系统。

背景技术：

1、因传统建筑行业存在高耗能、建筑材料消耗大和影响生态环境等问题，因此装配式建筑将传统现场作业需求集中制造，再结合bim技术现场装配已成为近年来绿色发展的重要方向。bim为建筑信息模型，核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库，并全面监控装配置建筑的现场作业，相较于现场施工效率更高、降低了施工强度，保障施工安全，实现了智慧施工管理。

2、bim在将动态模型与实际施工现场分析管理过程中，需要实时采集现场监控画面，而建筑施工现场的多角度监控对bim系统的传输和存储会造成巨大的负载问题。现有针对视频压缩多为将视频分为帧图像使用游程编码压缩算法对图像压缩，游程编码的压缩效率取决于压缩图像的高频信息含量，含量越少压缩效果越好，但监控视频存在多帧连续图像仅发生极小的变化，冗余图像较多，导致视频压缩效率低；现有图像去冗余的方法只简单分析了图像整体的灰度变化，去冗余的准确性低，压缩后难以保证视频信号的完整性，进而影响施工管理监测的准确性和效率。

技术实现思路

1、为了解决上述现有图像去冗余的方法只简单分析了图像整体的灰度变化，去冗余的准确性低，压缩后难以保证视频信号的完整性，进而影响施工管理监测的准确性的技术问题，本发明的目的在于提供一种建筑施工智慧管理系统，所采用的技术方案具体如下：

2、数据采集模块：用于获取建筑施工监控视频中每一帧的图像；将每一帧的所述图像分割成至少两个像素块；

3、差异分析模块：用于根据相邻帧的所述像素块中对应像素点的灰度差异获得帧间差异图，根据所述帧间差异图的灰度大小特征，获得对应相邻帧的所述像素块的差异偏向趋势；根据相邻帧对应的所述像素块内的灰度差异特征获得所述像素块的相邻帧相关系数；根据所述相邻帧相关系数、所述差异偏向趋势和相邻帧对应的所述像素块的灰度特征，获得对应相邻帧的所述像素块的同源程度；

4、施工管理模块，用于根据所述同源程度获得对应相邻帧的所述图像的近似程度；根据所述近似程度确定所述图像的取舍以及自适应设置的低通滤波器获得过滤图像；根据所述过滤图像通过图像压缩获得压缩数据流并进行施工管理监测。

5、进一步地，所述根据相邻帧的所述像素块中对应像素点的灰度差异获得帧间差异图的步骤包括：

6、计算任意一帧与相邻上一帧对应的所述像素块中，相同位置的像素点的灰度值差值与256的和值，获得相邻灰度差异值，计算所述相邻灰度差异值与常数2的比值，获得所述帧间差异图中对应位置的像素点的灰度值，获取所述帧间差异图中每个像素点的灰度值，得到所述帧间差异图。

7、进一步地，所述获得对应相邻帧的所述像素块的差异偏向趋势的步骤包括：

8、对于所述帧间差异图中任意一个像素点，计算所述像素点的灰度值与128的差值，获得所述像素点的灰度变化表征值，计算所述帧间差异图的灰度值的标准差与预设极小正数的和值，作为标准差表征值；计算所述灰度变化表征值与所述标准差表征值的比值的三次方，获得所述像素点的差异程度表征值；计算所有像素点的所述差异程度表征值的和值并归一化，获得所述差异偏向趋势。

9、进一步地，所述根据相邻帧对应的所述像素块内的灰度差异特征获得所述像素块的相邻帧相关系数的步骤包括：

10、对于任意一帧与相邻上一帧对应的所述像素块中，计算所述任意一帧的所述像素块中任意一个像素点的灰度值与对应像素块的灰度均值的差值，获得当前帧灰度偏离表征值；计算所述相邻上一帧的所述像素块中对应位置像素点的灰度值与对应像素块的灰度均值的差值，获得相邻帧灰度偏离表征值；计算所述当前帧灰度偏离表征值与所述相邻帧灰度偏离表征值的协方差；计算所述任意一帧的所述像素块的灰度值的标准差，与所述相邻上一帧的所述像素块的灰度值的标准差的乘积，获得标准差乘积表征值；

11、计算所述当前帧灰度偏离表征值与所述相邻帧灰度偏离表征值的协方差和所述标准差乘积表征值的比值，获得所述相邻帧相关系数。

12、进一步地，所述获得对应相邻帧的所述像素块的同源程度的步骤包括：

13、计算任意一帧与相邻上一帧对应的所述像素块的灰度均值的差值绝对值，获得相邻灰度差异表征值；计算所述相邻灰度差异表征值与所述差异偏向趋势绝对值的乘积并负相关映射，获得整体差异表征值；计算所述相邻帧相关系数与常数1的和值，计算所述相邻帧相关系数与常数1的和值与常数2的比值，获得相关系数表征值；计算所述相关系数表征值和整体差异表征值的乘积，获得相邻帧的所述像素块的所述同源程度。

14、进一步地，所述根据所述同源程度获得对应相邻帧的所述图像的近似程度的步骤包括：

15、将任意一帧和相邻上一帧的图像作为相邻帧图像，计算相邻帧的所述像素块的所述同源程度的平均值，获得所述近似程度。

16、进一步地，所述根据所述近似程度确定所述图像的取舍以及自适应设置低通滤波器获得过滤图像的步骤包括：

17、对于任意一帧和相邻上一帧的所述图像，当所述近似程度大于预设近似阈值时，舍弃所述任意一帧的所述图像；

18、当所述近似程度小于预设差异阈值时，将所述任意一帧的所述图像作为所述过滤图像；

19、当所述近似程度不大于预设近似阈值、不小于预设差异阈值时，对所述任意一帧的所述图像进行傅里叶变换获得频域图像；计算常数1与所述近似程度的差值，获得滤波矩阵系数，分别计算所述滤波矩阵系数与所述频域图像的长和宽的乘积，获得滤波矩阵长和滤波矩阵宽，根据所述滤波矩阵长和所述滤波矩阵宽设置低通滤波器对所述频域图像进行滤波，获得滤波图像，对所述滤波图像进行傅里叶逆变换，获得所述过滤图像。

20、进一步地，所述根据所述过滤图像通过图像压缩获得压缩数据流并进行施工管理监测的步骤包括：

21、根据所述过滤图像通过游程编码进行压缩，获得压缩数据流，将所述压缩数据流上传至存储设备并根据所述压缩数据流进行施工管理监测。

22、本发明具有如下有益效果：

23、在本发明实施例中，将图像分割成像素块能够提高计算效率，且便于相邻帧细节特征的对比；获得帧间差异图能够直观反映相邻帧对应像素块中每个像素点的灰度变化情况；差异偏向趋势可以反映相邻帧像素块的灰度变化程度，便于最终冗余图像的分析。相邻帧相关系数能够反映相邻帧对应像素块的灰度变化相关程度，同时避免差异偏向趋势反映的特殊情况，有利于提高冗余图像的分析准确性。同源程度能够反映相邻帧对应像素块的灰度差异程度，近似程度能够反映相邻帧图像的灰度差异程度；根据近似程度能够直观准确地分析图像是否冗余，并且能够自适应地设置低通滤波器，减少高频信息；最终通过近似程度完成冗余图像的剔除以及高频信息的去除程度，提高了冗余图像的去除准确性以及视频信号的压缩效率，进而提高了施工管理监测的效率与准确性。

技术特征：

1.一种建筑施工智慧管理系统，其特征在于，所述系统包括以下模块：

2.根据权利要求1所述的一种建筑施工智慧管理系统，其特征在于，所述根据相邻帧的所述像素块中对应像素点的灰度差异获得帧间差异图的步骤包括：

3.根据权利要求1所述的一种建筑施工智慧管理系统，其特征在于，所述获得对应相邻帧的所述像素块的差异偏向趋势的步骤包括：

4.根据权利要求1所述的一种建筑施工智慧管理系统，其特征在于，所述根据相邻帧对应的所述像素块内的灰度差异特征获得所述像素块的相邻帧相关系数的步骤包括：

5.根据权利要求1所述的一种建筑施工智慧管理系统，其特征在于，所述根据所述同源程度获得对应相邻帧的所述图像的近似程度的步骤包括：

6.根据权利要求1所述的一种建筑施工智慧管理系统，其特征在于，所述根据所述近似程度确定所述图像的取舍以及自适应设置低通滤波器获得过滤图像的步骤包括：

7.根据权利要求1所述的一种建筑施工智慧管理系统，其特征在于，所述根据所述过滤图像通过图像压缩获得压缩数据流并进行施工管理监测的步骤包括：

技术总结
本发明涉及视频信号压缩技术领域，具体涉及一种建筑施工智慧管理系统；首先分割每一帧的图像获得像素块，根据相邻帧对应像素块的灰度差异获得帧间差异图，根据帧间差异图中的灰度特征获得相邻帧对应像素块的差异偏向趋势；根据相邻帧的像素块内的灰度差异特征获得相邻帧相关系数。根据相邻帧相关系数、差异偏向趋势和像素块灰度特征获得同源程度和图像的近似程度。最终本发明根据近似程度确定图像的取舍以及自适应设置低通滤波器获得过滤图像，对过滤图像进行图像压缩，提高压缩效率以及信息完整性，进而提高了施工管理监测的效率与准确性。

技术研发人员：熊泽宇,孟庆祝,宋文斌
受保护的技术使用者：辽宁云也智能信息科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1