微小運(yùn)動(dòng)放大及其在水電工程監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、微小運(yùn)動(dòng)放大技術(shù)是一種放大影像中肉眼不可見或難以察覺的微弱變化的技術(shù)，該技術(shù)在很多領(lǐng)域都有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。歐拉視頻放大技術(shù)是近年新提出的、非常有吸引力的微小運(yùn)動(dòng)放大技術(shù)，其核心包括空域分解、時(shí)域帶通濾波、運(yùn)動(dòng)放大以及重建等，現(xiàn)有的歐拉放大技術(shù)有線性歐拉視頻放大和相位歐拉視頻放大技術(shù)。
　　本文對(duì)現(xiàn)有的歐拉視頻放大技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，并對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。針對(duì)現(xiàn)有的歐拉視頻放大方法計(jì)算量大，需要花費(fèi)大量的時(shí)間對(duì)視頻進(jìn)行處理

2、的問題；以及現(xiàn)有的歐拉視頻放大方法對(duì)視頻圖像序列中的每一個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行處理，放大后視頻的噪聲會(huì)隨著放大倍數(shù)的變大而增加，加上不能直觀地在視頻上選取感興趣區(qū)域的問題，本文提出了改進(jìn)方案；最后將改進(jìn)的方法應(yīng)用于對(duì)實(shí)際的水電工程監(jiān)測(cè)。具體研究內(nèi)容包括以下幾方面：
　　1)本文首先對(duì)顏色空間的處理以及多分辨率分解方面進(jìn)行了探討，提出了基于YIQ顏色空間中的 Y通道進(jìn)行運(yùn)動(dòng)放大處理的加速方法，從而減小計(jì)算量以達(dá)到提高算法速度的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

3、明，該加速方法使得視頻的放大處理速度有了顯著性的改善。
　　2)針對(duì)視頻的噪聲會(huì)隨著放大倍數(shù)的變大而增加，并且不能直觀地在視頻中選取感興趣區(qū)域的問題，本文提出通過前景檢測(cè)的方法將視頻包含運(yùn)動(dòng)信息的區(qū)域保留出來，再進(jìn)行形態(tài)學(xué)濾波，最后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)放大處理與融合。對(duì)于運(yùn)動(dòng)區(qū)域的前景約束，本文比較了幾種前景檢測(cè)算法，最后選用檢測(cè)性能相對(duì)較好、并且與歐拉視頻放大方法同樣基于像素點(diǎn)的 Vibe算法作為本文前景約束的方法。實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于運(yùn)動(dòng)放大結(jié)

4、果相對(duì)原圖像的峰值信噪比PSNR值，基于運(yùn)動(dòng)區(qū)域前景約束的方法比原始的歐拉視頻放大方法的要大，因此保真效果相對(duì)較好，并且改進(jìn)的方法能夠針對(duì)性地對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行放大處理，不但提高了運(yùn)動(dòng)放大速度，而且使得被監(jiān)測(cè)目標(biāo)更易凸顯出運(yùn)動(dòng)特征，以便于人們直接進(jìn)行觀測(cè)。
　　3)探討了將歐拉視頻放大技術(shù)引入對(duì)水電工程項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)，為水電工程的智能監(jiān)測(cè)提供了一個(gè)全新的研究視角。首先，給出了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成框架，并進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。其次，分析了數(shù)據(jù)采集的難

5、度及其重要性，并對(duì)數(shù)據(jù)采集以及處理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。最后，將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)分析，分別探討了對(duì)普通橋梁、含拉索的大型橋梁受橫風(fēng)影響或是車輛通過時(shí)的情況以及大壩建設(shè)和維護(hù)時(shí)監(jiān)測(cè)的結(jié)果，此外，對(duì)隔河巖大壩視頻進(jìn)行試驗(yàn)分析，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了一定的探討。試驗(yàn)表明，通過歐拉視頻放大處理以后，可以明顯地觀察到橋梁、橋梁拉索、起重機(jī)以及大壩的運(yùn)動(dòng)情況，這對(duì)于輔助判斷出其形變特性，以便采取進(jìn)一步的措施進(jìn)行預(yù)警處理以及危險(xiǎn)排除是非常有價(jià)值的，同時(shí)也為