[發明專利]一種基于凸包算法的爆炸火球輪廓檢測方法

在審

• 申請號: 202211626531.2
• 申請日: 2022-12-16
• 公開（公告）號: CN115937160A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 王培忠;倪維平;覃堯;程柯楠;吳俊政;魏崇陽;楊曉亮;高天磊
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/12;G06T7/13;G06T7/136;G06T5/00;G06T5/30
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 馮素玲

本發明涉及爆炸火球輪廓檢測方法，具體涉及一種基于凸包算法的爆炸火球輪廓檢測方法，解決了現有爆炸火球輪廓提取方法無法獲取爆炸火球目標區域完整輪廓的技術問題。本發明對爆炸火球原始圖像直接或進行灰度轉換后進行分割，獲得爆炸火球圖像的二值圖像，采用形態學運算對二值圖像進行去噪，通過對爆炸火球子區域邊緣的提取，得到爆炸火球子區域的邊界坐標集合，利用凸包算法求解爆炸火球子區域的邊界坐標集合中的最小外接多邊形，獲得爆炸火球的完整輪廓。本發明提供的爆炸火球輪廓檢測方法檢測結果精確，圖像的處理效率高，可以應用于視頻中爆炸火球的動態分析。

技術領域

本發明涉及爆炸火球輪廓檢測方法，具體涉及一種基于凸包算法的爆炸火球輪廓檢測方法。

背景技術

爆炸火球的參數及其演變對于爆炸毀傷或炸藥性能研究有重要意義。相關科研人員對于爆炸火球參數的測量或檢測技術的研究主要包括：利用炸藥性質進行爆炸火球直徑模擬方面的研究、利用熱紅外儀進行爆炸火球特征參數測量研究、利用高速相機進行爆炸火球測量研究等。這些研究主要集中在炸藥溫壓特性模擬及爆炸火球溫度分布等方面，對于爆炸火球的輪廓、質心等特征參數的提取研究相對較少。

在基于圖像處理技術提取爆炸火球特征參數的研究中，目前的基本處理流程為：首先，提取爆炸火球背景的差分圖像；其次，通過閾值分割法提取二值圖像；最后，利用區域生長、最鄰近法等圖像分割方法獲取爆炸火球目標區域，進而提取炸火球目標區域邊緣得到爆炸火球輪廓，通過獲得的爆炸火球輪廓可以獲取質心等特征參數。但，爆炸火球在生成過程中通常伴隨濃厚煙塵，且可能伴隨飛焰、背景干擾等因素，因此，僅通過圖像分割方法難以將爆炸火球目標區域生長為一個連通的整體，導致提取到的爆炸火球輪廓由若干個不連通的子區域構成，從而使爆炸火球的輪廓、質心等特征參數的提取困難或得到的結果不精確。

發明內容

本發明的目的是解決現有爆炸火球輪廓提取方法無法獲取爆炸火球目標區域完整輪廓的技術問題，而提供一種基于凸包算法的爆炸火球輪廓檢測方法。

本發明的設計思路是：

針對由于爆炸火球在生成過程中伴隨的煙塵等因素，難以得到爆炸火球整體分割圖像，以至爆炸火球輪廓提取效果不好的問題，本發明提出一種基于凸包算法的爆炸火球輪廓檢測方法。首先，直接利用爆炸火球原始圖像進行分割，經過去燥等處理，獲得爆炸火球目標區域圖像；然后，提取爆炸火球目標子區域邊緣，進而得到目標子區域的邊界點坐標的集合，在此基礎上，合并所有目標子區域邊界點坐標集合，構建爆炸火球目標區域邊界點集；最后，利用凸包算法求解爆炸火球目標區域邊界點集的最小外接多邊形，獲得爆炸火球目標區域完整輪廓。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于凸包算法的爆炸火球輪廓檢測方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

步驟一、獲取包括k個子區域的爆炸火球原始圖像，其中，k為大于等于1的整數，所述爆炸火球原始圖像為RGB圖像或者灰度圖像；

步驟二、若獲取到的爆炸火球原始圖像為RGB圖像，則將爆炸火球原始圖像轉換為灰度圖像，然后執行步驟三；若獲取到的爆炸火球原始圖像為灰度圖像，則直接執行步驟三；

步驟三、對灰度圖像進行分割，得到分割后的二值圖像；

步驟四、對步驟三獲得的二值圖像進行去噪處理；

步驟五、在圖像坐標系中檢測經步驟四去噪得到的二值圖像中k個子區域的邊緣，計算得到k個子區域的邊界坐標；