[發明專利]一種基于圖像處理技術的鐵路貨車車廂煙火監測方法

在審

• 申請號: 201910274482.2
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN109978896A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 劉書東;冷燚;劉廣波;李正倩;陳興來;苑智偉
• 申請（專利權）人: 遼寧鼎漢奇輝電子系統工程有限公司
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/136;G06T7/62
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

本發明公開了一種基于圖像處理技術的鐵路貨車車廂煙火監測方法，包括如下步驟：S1:獲取監測區域內的車廂圖像信息，S2:將RGB圖像進行二值化處理分割出疑似火焰區域，S3:將HSV圖像按照黑、灰、青顏色濃度分割N次；S4:計算疑似煙霧區域的面積及其水平外接矩形的面積，根據疑似煙霧區域的面積及其水平外接矩形的面積計算規則度比例；S5:如果規則度比例大于閾值y1，則疑似煙霧區域為非煙霧區域；如果規則度比例小于閾值y1，則計算外接矩形面積占整個圖像的比值，如果該比值大于閾值y2則判斷疑似煙霧區域為煙霧區域、如果該比值小于閾值y2則判斷疑似煙霧區域為非煙霧區域。

技術領域

本發明涉及鐵路貨車車廂煙火監測技術領域，尤其涉及一種基于圖像處理技術的鐵路貨車車廂煙火監測方法。

背景技術

目前在鐵路貨車運輸的日常檢測中，煙火是需要重點監測的重要環節，是降低損失的有效手段。過去，車廂煙火監測方法是以人工為主，這樣不但耗費大量人力物力，而且實時性差，貨車行駛中司機無法及時發現險情。雖然隨著科學技術的迅猛發展，更多的新型技術應用到火災監測領域，其中主要包括火災探測器監測、紅外圖像識別監測以及衛星監測等。但它們也都有各自的局限性，感煙、感溫等火災探測器監測不適用于大空間監測；衛星監測成本高，受氣候影響較大，不適合作為一種實時可靠的火災監測預警手段；而紅外圖像監測主要是針對明火進行監測，無法檢測煙霧，會貽誤滅火最佳時機。現有技術中，一些研究者提出了基于計算機視覺的火災檢測方法，不但降低火災監測成本，而且誤報率低，有利于提高社會經濟效益與人身安全。但是，目前有效的視覺方法90％以上是通過視頻進行監測的，基于圖像的火災監測方法普遍存在較大的缺陷，比如只能監測某種特定顏色的煙、誤報率高以及易受背景干擾等等。因此基于圖像的火災監測方法還不夠成熟，尤其是基于圖像的野外火災監測更是存在較大難度。本發明正是在此基礎上提出了基于圖像處理技術的鐵路貨車車廂煙火監測方法。

發明內容

根據現有技術存在的問題，本發明公開了一種基于圖像處理技術的鐵路貨車車廂監測方法，具體包括以下步驟：

S1:獲取監測區域內的貨車車廂圖像信息，確定圖像中的R、G、B三個通道的灰度閾值和灰度關系；

S2:將RGB圖像進行二值化處理分割出疑似火焰區域(正常顏色火焰)，將RGB圖像轉換為HSV圖像，在HSV圖像中分割出火焰區域，根據RGB圖像和HSV圖像中分割結果進行重合率檢測，如果重合率大于設定閾值則判斷該區域有明火，如果重合率小于設定閾值則進行煙霧檢測；

S3:將HSV圖像按照黑、灰、青顏色濃度分割N次，將分割結果相加作為HSV圖像的分割結果；采用形態學處理方法和輪廓遍歷方法去除干擾區域保留最大區域作為疑似煙霧區域；

S4:計算疑似煙霧區域的面積及其水平外接矩形的面積，計算規則度比例，規則度比例＝面積/外接矩形面積；

S5:如果規則度比例大于閾值y1，疑似煙霧區域為非煙霧區域。如果規則度比例小于閾值，則計算外接矩形面積占整個圖像的比值，如果該比值大于閾值y2則判斷疑似煙霧區域為煙霧區域、如果該比值小于閾值y2則判斷疑似煙霧區域為非煙霧區域。

進一步的，閾值y1需要根據實驗找到最優值，閾值y2大小與圖像大小有關，具體選擇多少也是由大量實驗確定的。

由于采用了上述技術方案，本發明提供了一種基于圖像處理技術的鐵路貨車車廂煙火監測方法。該方法也可應用于多種領域中的火災檢測中，例如鐵路貨運火宅監測、野外林火監測等。本發明采用圖像處理等技術對采集到的圖像進行處理，通過RGB圖像分割結果與HSV圖像分割結果的重合率分析判斷區域是否有明火產生，對獲取的圖像進行煙霧疑似判斷是通過計算輪廓最大區域的規則度以及它的水平外接矩形面積占圖像的百分比來判斷煙霧的存在。本方法中對監控區域內的圖像進行煙霧和火焰的監測，判斷是否有火災發生。

附圖說明