[發(fā)明專利]一種鋁電解槽火眼視頻動(dòng)態(tài)特征識(shí)別方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710284864.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN107204004B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳曉方;應(yīng)曉偉;朱琛豪;陳祖國(guó);張紅亮;謝永芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/246
• 分類號(hào): G06T7/246;G06T7/00;G06T7/136;G06T7/194
• 代理公司: 長(zhǎng)沙朕揚(yáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 馬家駿

1.一種鋁電解槽火眼視頻動(dòng)態(tài)特征識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟：

將待分析的鋁電解槽火眼視頻分解為若干幀RGB圖像，對(duì)每一幀圖像進(jìn)行灰度化處理得到每一幀圖像的灰度圖像，并計(jì)算第一幀圖像的灰度圖像的角點(diǎn)；

通過第一幀圖像的灰度圖像的角點(diǎn)位置運(yùn)用光流法追蹤角點(diǎn)在每一幀圖像的灰度圖像中的位置，建立角點(diǎn)位置序列；

設(shè)定任意一幀未灰度化的圖像在紅色通道上的閥值為紅色分量閥值，根據(jù)紅色分量閥值將圖像分割為火眼和背景，得到火眼背景分割圖，并將角點(diǎn)根據(jù)火眼背景分割圖劃分為火眼角點(diǎn)和背景角點(diǎn)兩類，確定火眼角點(diǎn)位置序列和背景角點(diǎn)位置序列；

根據(jù)火眼角點(diǎn)位置序列和背景角點(diǎn)位置序列求得火眼角點(diǎn)的真實(shí)波動(dòng)值，根據(jù)火眼角點(diǎn)的真實(shí)波動(dòng)值求得火眼波動(dòng)的幅度和頻率，所述根據(jù)火眼角點(diǎn)位置序列和背景角點(diǎn)位置序列求得火眼角點(diǎn)的真實(shí)波動(dòng)值，根據(jù)火眼角點(diǎn)的真實(shí)波動(dòng)波動(dòng)值求得火眼波動(dòng)的幅度和頻率的具體步驟為：

根據(jù)火眼角點(diǎn)位置序列計(jì)算相鄰兩幀之間火眼角點(diǎn)位移向量，根據(jù)背景角點(diǎn)位置序列計(jì)算相鄰兩幀之間的背景角點(diǎn)位移向量，通過火眼角點(diǎn)位移向量和背景角點(diǎn)位移向量計(jì)算得到真實(shí)火眼角點(diǎn)位移向量：

H＝{h|h_t＝γ_t+1-γ_t,t＝0,1,2,...,T-1}

其中，t代表幀數(shù)，n表示角點(diǎn)，F(xiàn)為火眼角點(diǎn)的位移向量，H為背景角點(diǎn)波動(dòng)的位移向量，R為真實(shí)的火眼角點(diǎn)位移向量；

根據(jù)真實(shí)火眼角點(diǎn)位移向量得到角點(diǎn)波動(dòng)方向改變的點(diǎn)，計(jì)算兩次發(fā)生方向改變的點(diǎn)之間的距離以及兩次發(fā)生方向改變的點(diǎn)之間的幀數(shù)，得到火眼波動(dòng)幅度和頻率：

Frequency＝{f_r|f_r＝T′(k+1)-T′(k),k＝len(T′)}

其中，表示第n個(gè)角點(diǎn)在t幀的位移向量；T′表示角點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向改變的幀的集合；Range表示角點(diǎn)兩次方向改變的運(yùn)動(dòng)距離，即幅度；Frequency表示角點(diǎn)兩次方向改變所間隔的時(shí)間，即頻率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁電解槽火眼視頻動(dòng)態(tài)特征識(shí)別方法，其特征在于，所述計(jì)算第一幀圖像的灰度圖像的角點(diǎn)的具體步驟為：

計(jì)算灰度圖像每個(gè)像素點(diǎn)的變化梯度：

其中，(x,y)表示灰度圖像任意像素點(diǎn)的坐標(biāo)，p表示當(dāng)前像素的位置坐標(biāo)，w表示梯度計(jì)算的窗口大小；

計(jì)算各個(gè)像素點(diǎn)的空間梯度矩陣G的特征值，保留各個(gè)像素點(diǎn)計(jì)算得到的特征值中最小的一個(gè)，將各像素的最小特征值建立成特征值表；

設(shè)定角點(diǎn)閥值、最大角點(diǎn)數(shù)量以及角點(diǎn)間的容忍距離，對(duì)特征值表排序，從高到低選取大于閥值的角點(diǎn)，新選取的角點(diǎn)與已有角點(diǎn)的距離應(yīng)大于容忍距離，且總的角點(diǎn)數(shù)不大于所設(shè)定的最大角點(diǎn)數(shù)量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁電解槽火眼視頻動(dòng)態(tài)特征識(shí)別方法，其特征在于，所述設(shè)定任意一幀未灰度化的圖像在紅色通道上的閥值為紅色分量閥值，根據(jù)紅色分量閥值將圖像分割為火眼和背景，得到火眼背景分割圖是通過ostu閥值分割法求取紅色通道的閥值，高于閥值的為火眼，低于閥值的為背景，得到火眼背景的二值圖像，對(duì)二值圖像進(jìn)行腐蝕和膨脹處理濾除小塊的干擾區(qū)域，得到火眼背景分割圖。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋁電解槽火眼視頻動(dòng)態(tài)特征識(shí)別方法，其特征在于，所述角點(diǎn)閥值設(shè)為0.3，最大角點(diǎn)數(shù)量設(shè)為500，容忍距離設(shè)為7個(gè)像素點(diǎn)。