(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111651391.X (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 重庆知行 数联智能科技有限责任公 司 地址 401120 重庆市渝北区北部新区高新 园黄山大道中段5号1幢B2-8-2号 (72)发明人 邓佳　沈伟　罗鹏　 (74)专利代理 机构 重庆渝之知识产权代理有限 公司 50249 代理人 陆蕾 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 5/00(2006.01) G06K 9/62(2022.01) G06V 10/25(2022.01)G06V 10/764(2022.01) (54)发明名称 一种水环境 监测方法及系统 (57)摘要 本发明提供一种水环 境监测方法及系统， 获 取目标水域图像， 对目标水域图像进行预处理， 作为待识别图像， 获取待识别图像的感兴趣区 域， 利用预设滑动窗从感兴趣区域内提取出测试 样本； 对提取出的测试样本进行分类， 将待识别 图像的感兴趣区域分为水尺类或水流类； 根据分 类结果确定出水尺类与水流类的分界面， 并作为 待识别图像的像素水位值； 根据像素水位值获取 实际水位值， 判断实际水位值是否大于等于预设 水位值； 若大于等于， 则发出告警信息； 若小于， 则对目标水域进行水质监测。 本发 明可以通过图 像识别的方式来实现对目标水域的水位高度监 测， 并且在水位值超过预设水位值时， 能够发出 告警信息， 从而可以避免目标水域出现溃坝或漫 堤等情况。 权利要求书3页 说明书13页 附图5页 CN 114387235 A 2022.04.22 CN 114387235 A 1.一种水环境 监测方法， 其特 征在于， 所述方法包括以下步骤： 获取预先拍摄形成的包 含有水位尺的目标 水域图像； 对所述目标水域图像进行预处理， 并将预处理后的目标水域图像作为待识别图像； 所 述预处理至少包括： 对彩色目标水域图像进行灰度化处理， 将彩色图像转换为对应的灰度 图像； 获取所述待识别图像的感兴趣区域， 所述感兴趣区域至少包括： 水位尺区域和水流区 域； 利用预设滑动 窗从所述待识别图像中的感兴趣区域内提取出多个列向量形式的测试 样本； 利用预设分类器对提取出的多个列向量形式的测试样本进行分类， 将所述待识别图像 的感兴趣区域分为水尺类或水流类； 根据分类结果确定出所述待识别图像中水尺类与 水流类的分界面， 并将所述分界面作 为所述待识别图像的像素 水位值； 根据所述像素水位值获取实际水位值， 并判断所述实际水位值是否大于等于预设水位 值； 若所述实际水位值大于等于预设水位值， 则发出告警信息； 若 所述实际水位值小于预设 水位值， 则对所述目标 水域进行 水质监测。 2.根据权利要求1所述的水环境监测方法， 其特征在于， 将所述像素水位值转换为实际 水位值的过程包括： 获取所述待识别图像的像素 水位值， 记为lr； 获取参考位置所对应的水尺在所述待识别图像上的h个 像素； 获取位于所述参考位置上方w米处所对应的水尺在所述待识别图像上的像素水位值， 记为lw； 根据所述像素 水位值获取实际水位 值， 有： 式中， R表示与所述像素 水位值lr对应的实际水位 值。 3.根据权利要求1或2所述的水环境监测方法， 其特征在于， 对所述目标水域进行水质 监测的过程包括： 获取一入射 光； 利用所述入射光照 射预先从所述目标水域随机获取的一定容量的目标水样， 生成对应 的投射光； 获取所述入射光在所述目标水样中的光程以及所述投射光的光源强度， 并结合所述入 射光的光源强度计算所述目标 水样的浊度， 有： 式中， d为所述目标 水样的浊度； I0为所述入射 光的光源强度； I为所述投射 光的光源强度； l为所述入射 光在所述目标 水样中的光 程；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114387235 A 2K为常数。 4.根据权利要求1所述的水环境监测方法， 其特征在于， 利用预设滑动窗从所述待识别 图像中的感兴趣区域内提取 出多个列向量形式的测试样本的过程包括： 获取m×n像素的滑动窗作为所述预设滑动窗； 利用m×n像素的滑动窗沿着所述感兴趣区域的上方， 从上往下滑动， 且单次滑动步长 为s个像素， 从所述感兴趣区域内提取一个m行n列的测试样本； 其中， m、 n和s为 正整数； 将提取出的m行n列的测试样本拉直 为一个m×n行1列的列向量形式的测试样本 。 5.根据权利要求1或4所述的水环境监测方法， 其特征在于， 利用预设分类器对提取出 的多个列向量形式的测试样本进 行分类， 将所述待识别图像的感兴趣区域分为水尺类或水 流类的过程包括： 获取全局编码分类 器作为所述预设 分类器； 获取从所述待识别图像中的感兴趣区域内提取出多个列向量形式的测试样本， 并利用 所述全局编码分类 器计算每个测试样本的不带交叉抑制的表示系数； 根据每个测试样本的不带交叉抑制的表示系数计算对应测试样本的标签， 将所述待识 别图像的感兴趣区域分为水尺类或水流类。 6.根据权利要求1所述的水环境监测方法， 其特征在于， 在对彩色目标水域图像进行灰 度化处理后， 还包括： 对灰度图像进行去噪， 完成对所述目标 水域图像的预处 理； 其中， 所述去噪方式包括以下至少之一： 空间域滤波去噪、 线性滤波去噪、 非线性滤波 去噪、 均值滤波 去噪、 中值滤波 去噪。 7.根据权利要求1所述的水环境监测方法， 其特征在于， 所述告警信 息包括预先存储的 文本信息和/或音频信息 。 8.一种水环境 监测系统， 其特 征在于， 所述系统包括有： 图像采集模块， 用于获取 预先拍摄形成的包 含有水位尺的目标 水域图像； 预处理模块， 用于对所述目标水域图像进行预处理， 并将预处理后的目标水域图像作 为待识别图像； 所述预处理至少包括： 对彩色目标水域图像进 行灰度化处理， 将彩色图像转 换为对应的灰度图像； 感兴趣区域模块， 用于获取所述待识别图像的感兴趣区域， 所述感兴趣区域至少包括： 水位尺区域和水流区域； 样本提取模块， 用于利用预设滑动窗从所述待识别图像中的感兴趣区域内提取出多个 列向量形式的测试样本； 样本分类模块， 用于利用预设分类器对提取出的多个列向量形式的测试样本进行分 类， 将所述待识别图像的感兴趣区域分为水尺类或水流类； 像素水位值模块， 用于根据分类结果确定出所述待识别图像中水尺类与水流类的分界 面， 并将所述分界面作为所述待识别图像的像素 水位值； 水位判断模块， 用于根据所述像素水位值获取实 际水位值， 并判断所述实 际水位值是 否大于等于预设水位 值； 水位告警模块， 用于在所述实际水位 值大于等于预设水位 值时， 发出告警信息； 水质监测模块， 用于在所述实 际水位值小于预设水位值时， 对所述目标水域进行水质 监测。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114387235 A 3