本申请涉及流速测量领域，具体涉及一种基于光流估计与特征过滤的流速确定方法和装置。
背景技术：
1、在河道水量调度管理中，河道流速测量对掌握水情、调配水量以及灾害防范等重要决策提供了有效的数据支撑。在河流场景中，常见的流速检测方法分为接触式测量方法和非接触式测量方法。接触式测量方法需要将传感器件放入水中，且需要人工涉水参与，难以达到大面积部署的要求。非接触式流速检测方法主要为超声波测速方法和图像测速方法。但超声波测量方法不能在短时间里得到较大范围的河流表面流场信息，而基于图像算法的表面流速测量方法具有测量设备易于安装、成本低、人工干预少、可测量大范围的河流表面流场信息等优势，图像测速方法包括基于光流估计的测速算法。
2、但在高流速场景下，水体表面情况复杂，基于光流估计的测速算法容易受到水体表面情况影响，导致确定出的流速准确性低。
技术实现思路
1、为此，本申请提供一种基于光流估计与特征过滤的流速确定方法和装置，以解决现有技术中由于高流速场景下水体表面情况复杂而导致的基于光流估计的测速算法确定出的流速精确性低的问题。
2、为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种基于光流估计与特征过滤的流速确定方法，该方法包括：获取水体表面的连续图像帧；基于光流估计算法和连续图像帧，确定水体表面各运动特征的运动时长与运动轨迹；基于运动时长与运动轨迹，清除运动特征中的干扰特征，以保留有效特征；根据有效特征的运动轨迹，确定有效特征的实际位移；基于有效特征的实际位移和运动时间，确定水体的流速。
3、根据第一方面，基于光流估计算法和连续图像帧，确定水体表面各运动特征的运动时长与运动轨迹，包括：基于稠密光流估计算法和连续图像帧，获得光流估计图像序列；基于光流估计图像序列，确定各运动特征的运动时长与运动轨迹。
4、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，基于稠密光流估计算法和连续图像帧，获得光流估计图像序列，包括：从连续图像帧中，确定出多组相邻图像帧；按照相邻图像帧中前一帧图像的采集先后顺序，将相邻图像帧依次输入稠密光流估计算法模型，获得对应输出的光流估计图像；光流估计图像包括前一帧图像中各位置在后一帧图像中对应的运动位移信息；多帧光流估计图像按照输出顺序构成光流估计图像序列。
5、根据第一方面，基于运动时长与运动轨迹，清除运动特征中的干扰特征，以保留有效特征，包括：从全部运动特征中，清除运动时长小于预设时长阈值的运动特征，以及，清除与水体流向不一致的运动轨迹对应的运动特征，以保留有效特征。
6、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，清除与水体流向不一致的运动轨迹对应的运动特征，包括：基于图像帧中流场区域的顶点坐标，确定流场方向向量；基于运动特征的运动轨迹，确定运动特征的运动方向向量；清除运动方向向量与流场方向向量的向量内积小于0的运动特征。
7、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，根据有效特征的运动轨迹，确定有效特征的实际位移，包括：确定流场区域的像素坐标与实际坐标的对应关系；根据对应关系，确定有效特征的实际位移。
8、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，基于有效特征的实际位移和运动时间，确定水体的流速，包括：基于有效特征的实际位移和运动时间，确定有效特征的流速；以最低的有效特征流速和最高的有效特征流速为边界，确定有效特征的流速区间；将流速区间划分为预设数量个子流速区间；确定各子流速区间包含的有效特征的个数；确定个数最多的子流速区间包含的有效特征的平均流速；将平均流速确定为水体的流速。
9、本申请第二方面提供一种于光流估计与特征过滤的流速确定装置，该装置包括：图像获取模块，用于获取水体表面的连续图像帧；光流估计模块，用于基于光流估计算法和连续图像帧，确定水体表面各运动特征的运动时长与运动轨迹；干扰清除模块，用于基于运动时长与运动轨迹，清除运动特征中的干扰特征，以保留有效特征；透视变换模块，用于根据有效特征的运动轨迹，确定有效特征的实际位移；流速确定模块，用于基于有效特征的实际位移和运动时间，确定水体的流速。
10、本申请第三方面提供一种电子设备，该电子设备包括：摄像头，所述摄像头用于获取水体表面的连续图像帧；一个或多个处理器；存储装置，其上存储有一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现第一方面中任意一项的方法；一个或多个i/o接口，连接在处理器与存储器之间，配置为实现处理器与存储器的信息交互。
11、本申请第四方面提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现上述第一方面中任意一项的方法。
12、本申请具有如下优点：本申请实施例提供一种基于光流估计与特征过滤的流速确定方法和装置。在该方法中，首先获取水体表面的连续图像帧，并基于光流估计算法和该连续图像帧，确定水体表面各运动特征的运动时长与运动轨迹；其次基于运动时长与运动轨迹，清除运动特征中的干扰特征，以保留有效特征；然后根据有效特征的运动轨迹，确定有效特征的实际位移，基于有效特征的实际位移和运动时间，确定水体的流速，在该流速确定方法中，先通过光流估计提高示踪物特征识别率，然后清除掉干扰特征，保留可信度较高的特征轨迹，最后基于该有效特征确定水体的流速，可以有效提高确定出的水体流速的准确性。
1.一种基于光流估计与特征过滤的流速确定方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于光流估计算法和所述连续图像帧，确定水体表面各运动特征的运动时长与运动轨迹，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于稠密光流估计算法和所述连续图像帧，获得光流估计图像序列，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述运动时长与所述运动轨迹，清除所述运动特征中的干扰特征，以保留有效特征，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述清除与水体流向不一致的运动轨迹对应的运动特征，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述有效特征的运动轨迹，确定所述有效特征的实际位移，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述有效特征的实际位移和运动时间，确定水体的流速，包括：
8.一种于光流估计与特征过滤的流速确定装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1-7中任意一项所述的方法。
