[發明專利]一種快速判別兩幅相同場景圖像光照相似度的方法及系統

在審

• 申請號: 201710929221.0
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107729930A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 李金屏;丁健配;于向茹;竇一民;林振凱;郭玉坤;韓延彬
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06T3/40
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司37105
• 代理人: 李修杰

技術領域

本發明涉及一種快速判別兩幅相同場景圖像光照相似度的方法及系統，屬于圖像處理技術領域。

背景技術

對于長距離高壓輸電線路、光伏電廠和風力發電場等無人值守場景的安全檢測問題，一般采用位置和焦距固定的攝像頭拍攝同一場景在不同時間的可見光圖像序列，然后由人工觀察的方式分析圖像是否有安全隱患。由于拍攝圖像數量巨大，而且人的精力有限，且判定結果主觀性強，因此使用圖像匹配技術進行安全檢測對于合理安排人力資源與節約成本都具有重要意義。

為了減少圖像序列匹配中出現較多的錯誤隱患檢測，需要盡可能利用相同光照的圖像進行匹配，這樣才能快速有效對圖像進行分析，以確定是否有安全隱患。但是，目前還沒有在場景安全檢測方面發現針對兩幅相同場景圖像光照相似度進行快速判別的措施。

發明內容

為解決上述現有技術上的不足，本發明提供了一種快速判別兩幅相同場景圖像光照相似度的方法及系統，其能夠快速有效對圖像進行分析，以確定是否有安全隱患。

本發明解決其技術問題采取的技術方案是：

一方面，提供了一種快速判別兩幅相同場景圖像光照相似度的方法，它包括以下步驟：

步驟1：將圖像縮放至固定大小；

步驟2：將圖像進行分塊處理，分成若干圖像塊；

步驟3：計算各個圖像塊的亮度均值和方差值，并將圖像塊的亮度均值和方差值拼接為一個一維特征向量；

步驟4：計算兩幅圖像特征向量的相似度。

進一步地，在步驟2中，可以采用平均分塊方法對圖像進行分塊處理，具體過程為：根據圖像的寬(W)和高(H)，將圖像平均分為(M×N)個圖像塊，每個圖像塊的寬和高分別為m＝[W/M]與n＝[H/N]，其中[X]表示小于X的最大整數。

進一步地，在步驟2中，還可以采用固定圖像塊的寬和高方法對圖像進行分塊處理，具體過程為：首先確定圖像塊的大小m×n，然后根據圖像的寬(W)和高(H)計算圖像塊的數量，最后得到圖像塊的數量為M×N＝[W/m]×[H/n]，其中，m和n分別為圖像塊的寬和高，[X]表示小于X的最大整數。

進一步地，所述步驟3的具體步驟如下：

步驟31：按照下述公式計算每一個圖像塊內像素的亮度均值μ：

其中，m和n分別為圖像塊的寬和高，I(i,j)表示在圖像I中(i,j)位置的圖像的亮度值；

步驟32，計算圖像塊內像素的方差值e，計算方差值e的公式如下：

步驟33，將各個圖像塊的亮度均值μ與方差值e拼接為一個一維特征向量:V＝{μ₁，e₁，μ₂，e₂，...........，μ_M×N，e_M×N}。

進一步地，在步驟4中計算兩幅圖像特征向量的相似度D的公式如下：

其中，μ_i¹和μ_i²分別表示相同場景的第一幅圖像和第二幅圖像各個對應分塊的亮度均值，e_i¹和e_i²分別表示相同場景的第一幅圖像和第二幅圖像各個對應分塊的方差值。

一方面，提供了一種快速判別兩幅相同場景圖像光照相似度的系統，它包括：

圖像縮放模塊，用以將圖像縮放至固定大小；

圖像分塊模塊，用以將圖像進行分塊處理，分成若干圖像塊；

圖像拼接模塊，用以計算各個圖像塊的亮度均值和方差值，并將圖像塊的亮度均值和方差值拼接為一個一維特征向量；

圖像相似度計算模塊，用以計算兩幅圖像特征向量的相似度。

進一步地，所述圖像分塊模塊包括圖像平均分塊模塊，所述圖像平均分塊模塊根據圖像的寬(W)和高(H)，將圖像平均分為(M×N)個圖像塊，每個圖像塊的寬和高分別為m＝[W/M]與n＝[H/N]，其中[X]表示小于X的最大整數。

進一步地，所述圖像分塊模塊包括固定圖像塊寬和高分塊模塊，所述固定圖像塊寬和高分塊模塊首先確定圖像塊的大小m×n，然后根據圖像的寬(W)和高(H)計算圖像塊的數量，最后得到圖像塊的數量為M×N＝[W/m]×[H/n]，其中，m和n分別為圖像塊的寬和高，[X]表示小于X的最大整數。

進一步地，所述圖像拼接模塊包括：