一种用于森林防火的干扰源屏蔽方法

摘要

本发明的用于森林防火的干扰源屏蔽方法，通过以下步骤来实现：a).利用红外热成像仪获取森林防火区域的红外图像数据；b).红外图像的增强处理；c).提取红外图像中的可疑区域；d).判断可疑区域的增长性，计算出可疑区域的增长面积；e).判断增长面积是否为零；g).圆形度的计算；h).判断圆形度的变化。本发明的用于森林防火的干扰源屏蔽方法，根据诸如人、动物、汽车等干扰源形状较固定的特点，如果可疑区域的圆形度变化超过阈值，认定为火源，如果低于阈值，则判定为干扰源；本发明的计算方法干扰源与火源的识别度高，针对火灾疑似图像进行面积增长情况和边缘圆形度变化情况的判定，最终锁定干扰源，并及时排除。

主权项

一种用于森林防火的干扰源屏蔽方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：a).图像采集，利用红外热成像仪获取森林防火区域的红外图像数据，并将红外图像数据传输至远端的服务器，由服务器进行干扰源屏蔽处理；b).红外图像的增强处理，采用提升小波正变换、阈值去噪、提升小波逆变换、直方图修正的方法依次对红外图像进行处理，以达到红外图像降噪和增强的目的；c).提取红外图像中的可疑区域，将红外图像中像素温度值超过t的区域作为需要分割的区域，对需要分割的区域采用区域生长法得到可疑区域；d).判断可疑区域的增长性，利用公式(1)计算出可疑区域的增长面积ΔS_i(x,y)：ΔS_i(x,y)＝S_i+1(x,y)‑S_i(x,y)         (1)式中，S_i+1(x,y)表示相邻两帧图像中后一帧图像中可疑区域的面积，S_i(x,y)表示前一帧图像中可疑区域的面积，ΔS_i(x,y)表示相邻两帧图像中可疑区域的增长面积；e).判断增长面积是否为零，如果可疑区域的增长面积ΔS_i(x,y)为零，说明可疑区域没有出现面积变化，对于干扰物体，根据其形状大小一般不发生变化而无法满足成像面积大小随时间变化的特性，判断出该可疑区域为干扰源，将其屏蔽；如果增长面积ΔS_i(x,y)不为零，执行步骤f)；f).判断增长面积是否小于阈值T1，如果可疑区域的增长面积ΔS_i(x,y)大于零而小于阈值T1，则利用公式(2)进行面积增长的连续性进行判断，ΔS_i+1(x,y)＝S_i+2(x,y)‑S_i+1(x,y)     (2)式中，S_i+2(x,y)表示相邻两帧图像中后一帧图像中可疑区域的面积，S_i+1(x,y)表示前一帧图像中可疑区域的面积，ΔS_i+1(x,y)表示相邻两帧图像中可疑区域的增长面积；如果ΔS_i+1(x,y)＝0，表明可疑区域的面积没有出现连续增长，判断出该可疑区域为干扰源，将其屏蔽；如果ΔS_i+1(x,y)＞0，表示可疑区域的面积出现了连续增长，则用圆形度计算方法进一步来判别，执行步骤g)；如果可疑区域的增长面积ΔS_i(x,y)大于或等于阈值T1，则直接用圆形度计算方法来判别，执行步骤g)；g).圆形度的计算，在森林中出现的诸如活动的人或动物、汽车干扰源的形状较为固定，而烟火的形状却复杂多变，所以可以通过计算圆形度的变化情况来区别干扰源与火焰，利用公式(3)计算可疑区域的圆形度：$\gamma =\frac{L^2}{4\pi S}---\left(3\right)$式中，γ表示可疑区域的圆形度，L表示可疑区域的边界长度，S表示可疑区域的面积；h).判断圆形度的变化，利用公式(4)判断可疑区域的圆形度变化：Δγ_i＝γ_i+1‑γ_i        (4)式中，γ_i+1为相邻两帧图像中后一帧图像中可以区域的圆形度，γ_i为相邻两帧图像中前一帧图像中可以区域的圆形度，Δγ_i为相邻两帧图像中可疑区域的圆形度变化；如果Δγ_i为零或小于阈值T2，则判定该可疑区域为干扰源，予以屏蔽；如果Δγ_i大于或等于阈值T2，则判定该物体为火焰，予以报警。