[發明專利]一種基于圖像顏色空間特征的霧天檢測方法

有效

• 申請號: 201210226642.4
• 申請日: 2012-06-30
• 公開（公告）號: CN102779349A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 路小波;耿威;曾維理;周潞
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06T7/40
• 分類號: G06T7/40
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

1.一種基于圖像顏色空間特征的霧天檢測方法，其特征在于，按照以下步驟實施：

步驟1：初始化，讀入道路交通圖像或視頻，

步驟2：若步驟1中讀入一幅圖像，則讀入圖片即為背景圖片I₁；若步驟1中讀入的為視頻，則進行如下處理，獲取背景圖片I₁：

從攝像機中讀入N幀圖片，N＝30~40,統計出現于30~40幀圖片的同一像素點上的相同顏色灰度值的次數，并以出現次數最高的顏色灰度值作為背景圖片I₁相應像素點的顏色灰度值，數學表達式為：

P(i,j,n)=P(i,j,n)+1Ik(i,j,m)=nP(i,j,n)Ik(i,j,m)≠nk=1,2,...,N]]>

Background(i,j)＝Max(P(i,j,n))n＝0,1,2,...,255

式中，P(i,j,n)表示像素點(i,j)處顏色灰度級n出現的次數，初始值為0，I_k(i,j,m)表示第k幀圖像中像素點(i,j)處灰度級為m，m＝0,1,2,...,255，Background(i,j)為背景圖片在(i,j)的顏色灰度值，Max(P(i,j,n))為P(i,j,n)出現的次數最大時所表示的顏色灰度級值，對圖像中每一點進行遍歷操作，得到背景圖片I₁，

步驟3：對背景圖片I₁進行顏色空間轉換，從RGB顏色空間轉換到HSV顏色空間：

對于每個像素點色相分量H(i，j)由如下公式得到：

H(i,j)=θB(i,j)≤G(i,j)360-θB(i,j)>G(i,j)]]>

此處

θ=arccos{12{[R(i,j)-G(i,j)]+[R(i,j)-B(i,j)]}{[R(i,j)-G(i,j)]2+[R(i,j)-G(i,.j)][G(i,j)-B(i,j)]}1/2,]]>

其中，像素點(i，j)處的紅色分量強度為R(i，j)，有效值在0到255之間，像素點(i，j)處的綠色分量強度為G(i，j)，有效值在0到255之間，像素點(i，j)處的藍色分量強度為B(i，j)，有效值在0到255之間，

飽和度分量S(i,j)如下：

S(i,j)=1-3[R(i,j)+G(i,j)+B(i,j)][min(R(i,j),G(i,j),B(i,j))]]]>

其中，像素點(i，j)處的紅色分量強度為R(i，j)，有效值在0到255之間，像素點(i，j)處的綠色分量強度為G(i，j)，有效值在0到255之間，像素點(i，j)處的藍色分量強度為B(i，j)，有效值在0到255之間，

色調分量V(i,j)如下：

V(i,j)=13[R(i,j)+G(i,j)+B(i,j)],]]>

其中，像素點(i，j)處的紅色分量強度為R(i，j)，有效值在0到255之間，像素點(i，j)處的綠色分量強度為G(i，j)，有效值在0到255之間，像素點(i，j)處的藍色分量強度為B(i，j)，有效值在0到255之間，

對目標圖片每一個像素進行如上的轉換，得到背景圖片I₁的HSV顏色空間，

步驟4：對背景圖片I₁HSV的顏色空間進行特征提取,具體如下：

4.1）色相分量H特征AveH：統計背景圖片I₁中每個像素點H分量值的總和SumH，H分量值不為0的像素點總數為M₁，則H分量特征AveH＝SumH/M₁；

4.2）飽和度分量S特征AveS：統計背景圖片I₁中每個像素點S分量值的總和SumS，S分量值不為0的像素點總數為M₂，則S分量特征AveS＝SumS/M₂；

4.3）色調分量V特征AveV：統計背景圖片I₁中每個像素點V分量值的總和SumV，V分量值不為0的像素點總數為M₃，則V分量特征AveV＝SumV/M₃；

步驟5：根據步驟4中所得到的背景圖片I₁HSV的特征，根據判定條件1，劃分出具有特殊特征的大霧天氣，判定條件1表達如下：

AveH＜125&&AveS＜0.200&&AveV＜0.4800

同時滿足上述條件，則天氣為大霧，否則進行下一步，

步驟6：對步驟5中判定為否的情況下，根據判定條件2，劃分出非霧天天氣，判定條件2表達式如下：

若(AveS＞0.1050&&AveH＜200)，

或者(Aves＞0.200&&AveH＞120)，

或者0.0700＜AveS＜0.1050&&120＜AveH＜200，

滿足上述任何一個條件，則為非霧天，否者進行下一步，

步驟7：對步驟6中判定為否的情況下，根據判定條件3，劃分出小霧天氣，判定條件3表達如下：

AveS＜0.0700&&AveH＜100&&AveV＜0.500,

同時滿足上述條件，則天氣為小霧，否則為大霧。