[發明專利]一種視頻煙霧定位及定量計算智能系統

在審

• 申請號: 202111013676.0
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113837014A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 余奇凱;杜佳寧
• 申請（專利權）人: 余奇凱;杜佳寧
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/32;G06K9/44;G06N3/04;G06N3/08;G06T3/40;A62C3/02
• 代理公司: 溫州市品創專利商標代理事務所(普通合伙) 33247
• 代理人: 程春生

本發明提供一種視頻煙霧定位及定量計算智能系統，包括4個部分：(1)暗黑通道去霾預處理；(2)動態最優幀模塊；(3)致密光流模塊；(4)時空分割網絡；第2個模塊可分成關鍵幀選擇模塊和自動遮罩生成模塊；第4個模塊集成了2/3兩個模塊的輸出。

技術領域

本發明涉及火災預警系統，特別涉及一種視頻煙霧定位及定量計算智能系統。

背景技術

接連爆發的山火對人類和環境都造成威脅。如果能在早期檢測到火災，尤其在開始出現煙霧時檢測到火災，火災相對容易消滅，滅火需要使用的資源也相對很少。因此檢測煙霧既有經濟效益，也能減少對人類的影響。可以通過使用安裝在塔架上的攝像機來檢測煙霧，捕獲視頻中的煙霧線索。目前，普通攝像頭已經很容易拍攝到遠處的煙霧；

檢測煙霧的方法很多，大多依賴顏色、紋理、運動等信息。但是，煙霧形態并不確定，在視頻的每一幀都會發生變化，因此我們采用深度學習網絡捕捉這種人眼不敏感變化。過去基于分類方法不考慮圖像中像素級的線索，而語義化分割只關心空間的線索。同時使用時空信息的有定向梯度直方圖(HOG)和定向光流直方圖(HOOF)。目前已有的方法，缺乏在分辨近似煙霧物體的能力，缺乏同時綜合時空信息的能力或使用煙霧物理參數的能力。

發明內容

針對現有的技術不足，本發明提供一種視頻煙霧定位及定量計算智能系統。

為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：一種視頻煙霧定位及定量計算智能系統，包括4個部分：(1)暗黑通道去霾預處理；(2)動態最優幀模塊；(3)致密光流模塊；(4)時空分割網絡；第2個模塊可分成關鍵幀選擇模塊和自動遮罩生成模塊；第4個模塊集成了2/3兩個模塊的輸出。

去霾預處理：塵霾會混淆著煙霧，使煙霧不明顯；室外的視頻往往有塵霾，因此在檢測前我們采用暗黑通道去除視頻幀中的塵霾；暗黑通道理論認為，在室外圖像的統計規律中，圖像中不包括天空的區域，總是在其中某個通道具有低強度；以x為坐標的圖像暗通道定義為：Jdark(x)＝miny∈Ω(x)(minc∈{r，g，b}Jc(y))其中Jc是RGB通道的強度，Ω(x)是x所在塊；從數學上講，有霾圖像可以定義為I(x)＝J(x)t(x)+A(1-t(x))其中I、J和A分別表示有霾圖像、無霾圖像和光照，t(x)表示透光率，取決于場景深度和大氣散射系數兩個因素；為了提取無霾圖像，我們需要計算先驗的暗黑通道、光照和迭代優化過的透光率；我們在尺寸為15的塊上計算以x為中心的先驗暗黑通道；透光率初始值采用0.05×Jdark(x)然后采用拉普拉斯矩陣和稀疏線性系統計算的軟摳圖迭代優化計算。暗黑通道中最亮的0.1％像素的平均值用于計算光照。