一种基于I1I2I3颜色空间的火焰检测方法

摘要

一种基于I1I2I3颜色空间的火焰检测方法，主要通过分辨图像像素的颜色分布确定是否属于火焰区域。本发明提出的方法中把图像分块处理，逐块计算每个子块像素在I1I2I3颜色空间的三个均值；进一步地利用多个规则，即等式组决定该三个均值是否属于火焰颜色。该方法简单易行，具有高实时性。本方法不涉及视频序列，因此与镜头中可能存在的运动无关。因此，本方法不仅可以检出中图片中是否存在火焰区域，而且保证了检测效果的稳定性，满足实时性的要求。适用于基于计算机视觉的森林着火检测，大型场馆着火检测等领域。

主权项

一种基于I1I2I3颜色空间的火焰检测方法，其特征在于，所述检测方法包括步骤如下：1）通过公式（I），将目标图像中每个像素值从RGB颜色空间转换到I1I2I3颜色空间：2）将所述目标图像分给成若干个4x4的子块，对每个子块分配一个是否为火焰的标记，形成标记矩阵为flag(i,j)，其中i，j为子块在flag矩阵中的横纵坐标；3）针对每个子块，分别计算I1，I2，I3三个分量的均值：$m{1}^{\prime }(i,j)=\frac{1}{16}\underset{x=4*i}{\overset{4*i+3}{\Sigma }}\left(\underset{y=4*j}{\overset{4*j+3}{\Sigma }}I1\right(x,y\left)\right)$$m{2}^{\prime }(i,j)=\frac{1}{16}\underset{x=4*i}{\overset{4*i+3}{\Sigma }}\left(\underset{y=4*j}{\overset{4*j+3}{\Sigma }}I2\right(x,y\left)\right)---\left(II\right)$$m{3}^{\prime }(i,j)=\frac{1}{16}\underset{x=4*i}{\overset{4*i+3}{\Sigma }}\left(\underset{y=4*j}{\overset{4*j+3}{\Sigma }}I3\right(x,y\left)\right)$4）均值归一化，对步骤3）中的三个分量的均值归一化处理，处理后的数据范围为0‑1，方法如下：$m1=\frac{m{1}^{\prime }}{255}$$m2=\frac{m{2}^{\prime }}{255}$$m3=\frac{m{3}^{\prime }}{255}---\left(III\right)$5)预先在I1I2I3颜色空间统计出火焰对应区域，当所述m1、m2、m3的值分别位于所述火焰对应区域时，则认为该4x4子块为火焰区域，具体判别算法满足下述规则：a)m1和m2的值满足等式(IV)或者等式(V)$\left\{\begin{array}{c}m2-(1.3085*m1-0.618)>0\\ m2-(-m1+1.6)<0\\ m2-(5.4*m1-3.846)<0\end{array}\right.---\left(IV\right)$$\left\{\begin{array}{c}m2-(1.3085*m1-0.618)>0\\ m2-(-m1+1.6)<0\\ m2-(-5.875*m1+5.0612)>0\end{array}\right.---\left(V\right)$b)m1和m3的值满足等式(VI)$\left\{\begin{array}{c}m3-(2.8*m1-1.044)>0\\ m3-(1.7857*m1-0.5064)>0\\ m3-(-4.6667*m1+3.8167)<0\\ m3-(0.5*m1+0.51)<0\\ m3-(0.8667*m1+0.3047)<0\\ m3-(7.5*m1-2.415)<0\\ m3-(-3.3333*m1+1.5933)>0\end{array}\right.---\left(VI\right)$c)m2和m3的满足等式(VII)$\left\{\begin{array}{c}m3-\left(1.4375*m2-0.0656\right)>0\\ m3-\left(-1.2727*m2+1.6418\right)<0\\ m3-\left(-0.2857*m2+1.1286\right)<0\\ m3-\left(1.1429*m2+0.4857\right)<0\\ m2-0.38>0\\ m3-\left(-1.4444*m2+1.2889\right)>0\end{array}\right.---\left(VII\right);$6)针对flag矩阵，使用3x3的窗口，从上到下，从左到右，步长为1，滑过所述flag矩阵，当4x4子块的均值m1、m2、m3满足步骤5）所述的等式，则将该4x4子块标记为1；如果所述3x3的窗口中超过半数的窗口标记为1，则判断位于3x3的窗口中心的子块所在的4x4子块所对应的图像区域为火焰区域，否则为非火焰区域。