一种历史建筑风貌保护预警方法、装置及介质与流程

1.本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种历史建筑风貌保护预警方法、装置及介质。


背景技术：

2.历史建筑是指经城市、县人民政府确定公布的具有一定保护价值，能够反映历史风貌和地方特色，未公布为文物保护单位，也未登记为不可移动文物的建筑物、构筑物，是城市发展演变历程中留存下来的重要历史载体。加强历史建筑的保护和合理利用，有利于展示城市历史风貌，留住城市的建筑风格和文化特色，是践行新发展理念、树立文化自信的一项重要工作。
3.以福建省为例，现有的历史建筑风貌主要保护方法是通过主管部门定期开展监督检查工作，福建省住建厅规定各级开展历史文化名镇名村保护双随机监督检查的频次每年不少于2次，每次不少于2个名镇名村，从项目库中随机抽取。检查组由主管部门工作人员、专家组成，检查人员数量3-5人，专家数量应占一半以上，从检查库人员库中随机抽取，检查内容包含历史建筑风貌和历史建筑保护情况。现有的技术方案需要定期组织工作人员和专家实地检查历史建筑的保护情况，费时且无法及时发现变化情况，不利于历史建筑风貌保护。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题，在于提供一种历史建筑风貌保护预警方法、装置及介质，实现对历史建筑风貌的变化情况进行及时识别和预警，节省人力。
5.第一方面，本发明提供了一种历史建筑风貌保护预警方法，包括：
6.建立历史建筑风貌图片库，基于影像地图数据按设定时间对目标历史建筑截取影像地图图片，存储到所述历史建筑风貌图片库中；
7.获取任一历史建筑不同时间截取的两张影像地图图片，然后对图片做灰度处理；对灰度处理后的两张图片进行比对，获得图片结构相似性差异；
8.以所述图片结构相似性差异为参数，将灰度图像进行二值化；检测二值化图像的差异轮廓边界，在图片上标记出差异；
9.生成并展示预警信息。
10.进一步地，所述影像地图图片以base64编码然后存储到所述历史建筑风貌图片库中。
11.进一步地，采用opencv的cvtcolor算法对图片做灰度处理；采用skimage库的structural_similarity算法对灰度处理后的两张图片进行比对，获得图片结构相似性差异。
12.进一步地，以所述图片结构相似性差异为参数，采用opencv的threshold阈值处理api将灰度图像进行二值化；将二值化图像作为参数，使用opencv的findcontours轮廓检测
api来获取所述二值化图像差异的轮廓边界，并用方框在图片上标记出差异。
13.第二方面，本发明提供了一种历史建筑风貌保护预警装置，包括：图像获取模块、结构差异比对模块、差异标记模块以及预警模块；
14.所述图像获取模块，用于建立历史建筑风貌图片库，基于影像地图数据按设定时间对目标历史建筑截取影像地图图片，存储到所述历史建筑风貌图片库中；
15.所述结构差异比对模块，用于获取任一历史建筑不同时间截取的两张影像地图图片，然后对图片做灰度处理；对灰度处理后的两张图片进行比对，获得图片结构相似性差异；
16.所述差异标记模块，用于以所述图片结构相似性差异为参数，将灰度图像进行二值化得到二值化图像；检测所述二值化图像的差异轮廓边界，在图片上标记出差异；
17.所述预警模块，用于生成并展示预警信息。
18.进一步地，所述图像获取模块中，影像地图图片以base64编码然后存储到所述历史建筑风貌图片库中。
19.进一步地，所述结构差异比对模块中，采用opencv的cvtcolor算法对图片做灰度处理；采用skimage库的structural_similarity算法对灰度处理后的两张图片进行比对，获得图片结构相似性差异。
20.进一步地，所述差异标记模块中，以所述图片结构相似性差异为参数，采用opencv的threshold阈值处理api将灰度图像进行二值化；将二值化图像作为参数，使用opencv的findcontours轮廓检测api来获取所述二值化图像差异的轮廓边界，并用方框在图片上标记出差异。
21.第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。
22.本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
23.本技术实施例提供的方法、装置及介质，通过对比历史建筑图片的结构相似性差异，然后进一步通过二值化去掉图片噪声放大差异，最后检测差异轮廓边界并标记出，通过图像处理技术实现对历史建筑风貌的变化情况进行及时识别和预警，节省人力。
24.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
25.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
26.图1为本发明实施例一中方法的流程图；
27.图2为本发明实施例一中二值化处理示意图；
28.图3为本发明实施例一中预警信息展示示意图；
29.图4为本发明实施例一中预警界面示意图；
30.图5为本发明实施例二中装置的结构示意图；
31.图6为本发明实施例三中介质的结构示意图。
具体实施方式
32.本技术实施例通过提供一种历史建筑风貌保护预警方法、装置及介质，实现对历史建筑风貌的变化情况进行及时识别和预警，节省人力。
33.实施例一
34.本实施例提供一种历史建筑风貌保护预警方法，包括：
35.建立历史建筑风貌图片库，基于影像地图数据按设定时间对目标历史建筑截取影像地图图片，存储到所述历史建筑风貌图片库中；
36.获取任一历史建筑不同时间截取的两张影像地图图片，然后对图片做灰度处理；对灰度处理后的两张图片进行比对，获得图片结构相似性差异；
37.以所述图片结构相似性差异为参数，将灰度图像进行二值化；检测二值化图像的差异轮廓边界，在图片上标记出差异；
38.生成并展示预警信息。
39.本实施例的一个具体实施例，基于opencv来实现上处图像处理过程。opencv是一个基于bsd许可(开源)发行的跨平台计算机视觉和机器学习软件库，可以运行在linux、windows、android和mac os操作系统上。它轻量级而且高效——由一系列c函数和少量c 类构成，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。如图1所示，该实施例的步骤具体可以如下：
40.1、建立历史建筑风貌图片库，基于天地图影像地图(或谷歌、百度等影像地图，定期会更新影像数据)，每月(或每天、每周、每年等周期)定时对所有带有保护范围数据的历史建筑截取影像地图图片，图片以base64编码进行存储。可以基于每个建筑的保护范围(一组带经纬度的坐标点)进行天地图影像地图图片范围截取和裁剪，从而保证截取的图片中建筑的相对位置固定不变。对图片进行base64编码是将一张图片编码成一串字符串，使用该字符串代替图片进行存储，这样无需网络请求，便于数据传输和存储。
41.2、取所有历史建筑截取前后的两张base64编码风貌图片，通过opencv的cvtcolor算法对图片做灰度处理。
42.3、采用skimage库的structural_similarity算法对灰度处理后的两张图片进行比对，从而获得图片结构相似性(structual similarity,ssim)差异；ssim结构相似度指数从图像组成的角度将结构信息定义为独立于亮度、对比度的，反映场景中物体结构的属性，并将失真建模为亮度、对比度和结构三个不同因素的组合；用均值作为亮度的估计，标准差作为对比度的估计，协方差作为结构相似程度的度量。
43.4、将structural_similarity算法返回的差异作为参数，再调用opencv的threshold阈值处理api，目的是将灰度图像中灰度值小于等于阈值的点置为0，大于阈值的点置为255，最终输出二值化图像，如图2所示。图像二值化就是将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，也就是将整个图像呈现出明显的黑白效果的过程，目的是去掉图片噪声并放大差异。
44.5、将二值化图像作为参数，使用opencv的findcontours轮廓检测api来获取两张图像具体差异的轮廓边界，并在图片上标记出差异(比如，用方框在原始影像地图图片上的对应位置标记出差异)。
45.6、在业务系统生成并展示预警信息(如图3所示)，将有比对差异的历史建筑的相
似度及带有标记的两张对比图片并列展示(如图4所示)，工作人员就可以根据预警信息现场排查是否存在历史建筑风貌变更(违规拆除或违规建筑)的情况，从而达到保护历史建筑的效果。
46.基于同一发明构思，本技术还提供了与实施例一中的方法对应的装置，详见实施例二。
47.实施例二
48.在本实施例中提供了一种历史建筑风貌保护预警装置，如图5所示，包括：图像获取模块、结构差异比对模块、差异标记模块以及预警模块；
49.所述图像获取模块，用于建立历史建筑风貌图片库，基于影像地图数据按设定时间对目标历史建筑截取影像地图图片，存储到所述历史建筑风貌图片库中；
50.所述结构差异比对模块，用于获取任一历史建筑不同时间截取的两张影像地图图片，然后对图片做灰度处理；对灰度处理后的两张图片进行比对，获得图片结构相似性差异；
51.所述差异标记模块，用于以所述图片结构相似性差异为参数，将灰度图像进行二值化得到二值化图像；检测所述二值化图像的差异轮廓边界，在图片上标记出差异；
52.所述预警模块，用于生成并展示预警信息。
53.具体地，所述图像获取模块中，影像地图图片以base64编码然后存储到所述历史建筑风貌图片库中。
54.具体地，所述结构差异比对模块中，采用opencv的cvtcolor算法对图片做灰度处理；采用skimage库的structural_similarity算法对灰度处理后的两张图片进行比对，获得图片结构相似性差异。
55.具体地，所述差异标记模块中，以所述图片结构相似性差异为参数，采用opencv的threshold阈值处理api将灰度图像进行二值化；将二值化图像作为参数，使用opencv的findcontours轮廓检测api来获取所述二值化图像差异的轮廓边界，并用方框在图片上标记出差异。
56.由于本发明实施例二所介绍的装置，为实施本发明实施例一的方法所采用的装置，故而基于本发明实施例一所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该装置的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本发明实施例一的方法所采用的装置都属于本发明所欲保护的范围。
57.基于同一发明构思，本技术提供了实施例一对应的存储介质，详见实施例三。
58.实施例三
59.本实施例提供一种计算机可读存储介质，如图6所示，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可以实现实施例一中任一实施方式。
60.由于本实施例所介绍的计算机可读存储介质为实施本技术实施例一中方法所采用的计算机可读存储介质，故而基于本技术实施例一中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的计算机可读存储介质的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该计算机可读存储介质如何实现本技术实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本技术实施例中的方法所采用的计算机可读存储介质，都属于本技术所欲保护的范围。
61.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
62.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
63.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
64.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。