2019年10月2日水曜日

PIV と STIV

PIV を触っていたのが7年前。
https://phreeqc.blogspot.com/2012/04/piv.html

このPIV、今は OpenPIV の example だけで十分実装できるレベル。画像を2枚指定して、比較する大きさを決め、相互相関を取り、閾値以下のベクトルを表示するだけ。1時間ほどで実装できました。
ソースとしての動画の扱いや、その幾何補正は OpenCV。こちらも1時間ほどで組めました。簡単でした。

平成26年版の河川砂防技術基準では、主要な流量観測手法に PIV が含まれています。が、雨滴等に弱いためか、土研さんは STIV 等を勧めています。この STIV、論文発表が2003年なので古い技術です。
https://www.pwri.go.jp/team/hydro_eng/manual.htm
どちらも速度を出すために、時空間を扱います。
PIV は空間寄りの計算法ですが、STIV は時間寄りです。1次元のライン上で、輝度の時間変化を取り出し連結します。縦軸に空間(距離)、横軸に時間を取るように連結させると、その画像の輝度の傾きで速度を出せます。理解し易い発想です。

その後、平成29年には国土交通省の「水文観測業務規程」が改正され、「その他」として画像による河川流量の観測方法が加わりました。
http://www1.river.go.jp/
https://www.pwri.go.jp/jpn/about/pr/event/2018/1011/pdf/kouen4.pdf

手法は何であれ「できない」は避けたいところ。いつか STIV も実装しようかな。

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20191222追記

土研さんの「流量観測の高度化マニュアル(高水流量観測編)Ver1.2」D1より。
『河川砂防技術基準 調査編、第 2 章 第 4 節-3、平成 26 年 4 月』には、画像処理型流速計測法として LSPIV が示されている。しかし、LSPIV はパラメータ設定や撮影動画像の分解能に計測精度が依存するため、近年ではほとんど用いられていない。
一方、LSPIV に替わる画像処理型流速計測法として STIV、PTV として浮子を活用するFloat-PTV が実用化されつつあるため、本ガイドラインでは LSPIV は除外している。
https://www.pwri.go.jp/team/hydro_eng/manual/manual_D1.pdf

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