[發(fā)明專利]一種基于紅外光和可見(jiàn)光圖像的疑似火焰區(qū)域提取方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711401121.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108090495A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳蓉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南源信光電科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/46
• 分類號(hào): G06K9/46;G06T7/136;G06T7/30;G06T7/187
• 代理公司: 長(zhǎng)沙國(guó)科天河知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 董惠文

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于紅外光和可見(jiàn)光圖像的疑似火焰區(qū)域的提取方法，其涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域。該方法對(duì)采集到的紅外圖像進(jìn)行亮度閾值分割獲得疑似高溫火焰區(qū)域；同時(shí)對(duì)紅外圖像和可見(jiàn)光圖像進(jìn)行圖像配準(zhǔn)獲得仿射變換矩陣，再結(jié)合其和疑似高溫火焰區(qū)域得到疑似高溫火焰區(qū)域在可見(jiàn)光圖像上的位置；最后通過(guò)基于YCrCb顏色空間的火焰分割、形態(tài)學(xué)處理和連通域標(biāo)記獲得疑似火焰區(qū)域。該方法能有效地提取更加精確的疑似火焰區(qū)域，同時(shí)能保證夜間環(huán)境下的疑似火焰區(qū)域的檢測(cè)，有利于進(jìn)行全天候的火焰檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域，特指一種紅外光和可見(jiàn)光圖像的疑似火焰區(qū)域提取方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，大空間建筑火災(zāi)、礦井火災(zāi)、森林火災(zāi)、隧道火災(zāi)等頻繁發(fā)生不僅使人類的生命和財(cái)產(chǎn)受巨大損失，也對(duì)人類生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞。隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，人們開(kāi)始著眼于智能視頻分析的研究來(lái)防范火災(zāi)，因此基于圖像視頻分析的火焰檢測(cè)和識(shí)別方法得到了快速的推廣。

疑似火焰區(qū)域的提取是火焰識(shí)別的前提，將火焰圖像從背景中分離出來(lái)是火災(zāi)探測(cè)的基礎(chǔ)，關(guān)系到后續(xù)特征提取的可靠性和目標(biāo)識(shí)別的準(zhǔn)確度。在現(xiàn)有技術(shù)中，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員常常采用基于背景模型的差分法的疑似火災(zāi)區(qū)域提取，該算法通過(guò)基于背景模型實(shí)現(xiàn)對(duì)火焰的有效檢測(cè)，結(jié)合區(qū)域聚類增長(zhǎng)的算法，最終實(shí)現(xiàn)區(qū)域提取。但該方法是假定初始化背景不包含運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的訓(xùn)練序列，限制了背景模型的使用條件；還有一些算法往往結(jié)合焰色模型的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)進(jìn)行干擾源排除，靈敏度受圖像采集設(shè)備好壞和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法優(yōu)劣的局限，并且一般可見(jiàn)光圖像的焰色模型只針對(duì)偏紅、偏黃的焰色設(shè)計(jì)，局限性較大；再有，火焰燃燒時(shí)本身的物理特性，例如熱度、亮度等信息無(wú)法得以充分應(yīng)用，在一定程度上影響了檢測(cè)效率；同時(shí)，在夜間環(huán)境下的疑似區(qū)域的檢測(cè)容易受到影響，無(wú)法保證全天候監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于紅外光和可見(jiàn)光圖像的疑似火焰目標(biāo)提取方法，該方法結(jié)合了紅外光圖像和可見(jiàn)光圖像信息特性，充分利用了火焰的物理特性，能夠有效地提取更加精確的疑似火焰區(qū)域，便于后續(xù)的火焰識(shí)別，同時(shí)該方法能保證夜間環(huán)境下的疑似火焰區(qū)域的檢測(cè)，有利于進(jìn)行全天候的火焰檢測(cè)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案具體如下：

一種基于紅外光和可見(jiàn)光圖像的疑似火焰區(qū)域提取方法，該方法具體包括以下步驟：

S1利用紅外攝像機(jī)和可見(jiàn)光攝像機(jī)同時(shí)采集圖像；

S2對(duì)紅外圖像其進(jìn)行亮度閾值分割；

S3對(duì)可見(jiàn)光和紅外光圖像進(jìn)行配準(zhǔn)獲得仿射變換矩陣，根據(jù)仿射變換矩陣求出步驟S2中疑似高溫火焰區(qū)域在可見(jiàn)光上的位置；

S4基于YCrCb顏色空間的火焰分割來(lái)識(shí)別步驟S3.3結(jié)果獲得最終的疑似火焰區(qū)域；

S5利用形態(tài)學(xué)中的開(kāi)閉運(yùn)算對(duì)步驟S4的結(jié)果進(jìn)行平滑處理，然后采用連通域標(biāo)記方法對(duì)平滑結(jié)果進(jìn)行處理，標(biāo)記出各疑似火焰區(qū)域。

作為本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S2具體包括：

S2.1假設(shè)紅外圖像的最大灰度值為Max，則選取為區(qū)域生長(zhǎng)的種子點(diǎn)；

S2.2求解種子點(diǎn)為中心的鄰域內(nèi)像素的平均灰度值，將種子點(diǎn)的鄰域內(nèi)的各個(gè)像素點(diǎn)的灰度值與該平均灰度值之差的絕對(duì)值與設(shè)定的閾值進(jìn)T行比較；

S2.3若是小于設(shè)定的閾值T，則將該像素點(diǎn)與種子點(diǎn)合并，并作為新的種子點(diǎn)；若大于等于設(shè)定的閾值T，則不進(jìn)行該像素點(diǎn)與種子點(diǎn)合并，則繼續(xù)判定下一個(gè)點(diǎn)。