[发明专利]一种基于颜色不变性的视频烟雾检测方法

权利要求书

1.一种基于颜色不变性的视频烟雾检测方法，包含以下步骤：

步骤1、读取视频图像序列；

步骤2、自适应更新图像序列的背景，获得实时背景图像；

步骤3、对当前图像和背景图像做归一化处理，获得具有平移不变性和尺度缩放不变性的图像；

步骤4、对归一化后的当前图像和背景图像利用光学增益检测运动区域；

步骤5、利用烟雾光学特性滤除不具有烟雾颜色的运动区域；

步骤6、对具有烟雾颜色的运动区域通过颜色不变性描述子最终确认烟雾区域；

步骤4检测运动区域的具体方法为：

步骤4.1、对图像做8×8的分块处理；

步骤4.2、对每一个分块利用光学增益检测运动区域，对于每个通道c∈{R',G',B'}，计算光学增益的公式为：

式中，和分别是当前图像和背景图像在通道c的强度值，表示在通道c背景图像和当前图像差分的绝对值；

步骤4.3、根据判断模块是否为运动块：

式中，|b_i,j|为模块b_i,j的面积，T_r为阈值，取值0.3；

步骤5中滤除不属于烟雾颜色的运动像素点的具体方法为：

步骤5.1、将图像从RGB颜色空间转换到YUV颜色空间：

Y＝0.299R+0.587G+0.114B

U＝-0.1687-0.3313G+0.5B+128

V＝0.5R-0.4187G-0.813B+128

步骤5.2、根据U值和V值判断运动区域是否为烟雾，若满足：

则判定是烟雾，否则判定不是烟雾，式中，T_U为烟雾的U值阈值，取值60，T_UV为烟雾的UV差值阈值，取值70；

步骤6最终确认烟雾区域的具体方法为：

步骤6.1、分别计算当前景和背景图像的色调方向梯度直方图和

步骤6.2、计算当前景和背景直方图的卡方距离

步骤6.3、根据卡方距离和距离阈值最终确认烟雾区域：

Rule:

式中，T_g为距离阈值，取值0.25。

2.根据权利要求1所述的基于颜色不变性的视频烟雾检测方法，其特征在于，步骤2获得实时背景图像的具体方法为：

步骤2.1、确定像素点是否运动，令I(x,y,n)表示第n帧图像上像素点(x,y)的强度值，若满足

|I(x,y,n)-I(x,y,n-1)|＞T(x,y,n)

则判定该像素点为运动点，否则判定该像素点不是运动点，式中，T(x,y,n)是描述像素点(x,y)强度变化的阈值；

步骤2.2、更新阈值T(x,y,n+1)：

式中，b为阈值更新速率，c为大于1的实数值，B(x,y,n)为(x,y)处预估的背景强度值；

步骤2.3、更新第n+1帧的背景图像B(x,y,n+1)：

式中，a为背景更新速率。

3.根据权利要求1所述的基于颜色不变性的视频烟雾检测方法，其特征在于，步骤3归一化处理的具体方法为：对R、G、B图像的三个通道分别进行归一化：

式中，μ_c和σ_c分别是图像在通道c上的均值和标准差，R'、G'、B'分别是归一化后的三个通道。