[发明专利]一种预警准确的自然灾害预警系统

权利要求书

1.一种预警准确的自然灾害预警系统，其特征在于，包括图像采集设备、图像处理设备、灾害分析模块和预警模块，所述图像采集设备用于获取各自然灾害监测点的高动态范围的红外图像，所述图像处理设备用于对高动态范围的红外图像进行处理，所述灾害分析模块用于对处理后的红外图像进行分析，判断各监测点是否将会发生自然灾害，所述预警模块用于根据各监测点将会发生的自然灾害发出预警。

2.根据权利要求1所述的预警准确的自然灾害预警系统，其特征在于，所述预警模块包括预警终端，所述警报终端用于发布预警信息。

3.根据权利要求2所述的预警准确的自然灾害预警系统，其特征在于，所述预警终端包括声音警报设备、光信号警报设备、震动警报设备和移动终端中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的预警准确的自然灾害预警系统，其特征在于，所述图像处理设备包括第一分解模块、第二压缩模块、第三增强模块和第四融合模块，所述第一分解模块将高动态范围的红外图像分解为包含大尺度、大对比度的基底图像和包含小尺度、低对比度的细节图像，所述第二压缩模块用于对基底图像进行高动态范围压缩处理，所述第三增强模块用于对细节图像进行小动态范围扩展和细节增强处理，所述第四融合模块用于对处理后的基底图像和细节图像进行融合，输出融合后的红外图像。

5.根据权利要求4所述的预警准确的自然灾害预警系统，其特征在于，所述第一分解模块包括第一基底图像获取单元和第二细节图像获取单元，所述第一基底图像获取单元用于获取高动态范围的红外图像的基底图像，所述第二细节图像获取单元用于获取高动态范围的红外图像的细节图像：所述获取高动态范围的红外图像的基底图像，具体为：(1)对高动态范围的红外图像进行初步处理：EH(x,y)＝M_3×3{M_3×3[EH_in(x,y)]}，上述式子中，EH(x,y)表示对高动态范围的红外图像进行初步处理后的图像，EH_in(x,y)表示原始输入图像，M_3×3[EH_in(x,y)]表示以3×3窗口对EH_in(x,y)进行中值滤波处理；(2)获取基底图像：上述式子中，表示标准差为σ₁的高斯低通滤波器，用于对邻域内像素进行空间距离的加权，表示标准差为σ₂的高斯函数，用于对邻域内像素进行灰度距离的加权，EH_o(x,y)表示分解后的基底图像，L(x,y)表示像素点(x,y)的邻域；所述获取高动态范围的红外图像的细节图像，具体为：EH_d(x,y)＝EH(x,y)-EH_o(x,y)，上述式子中，EH_d(x,y)表示分解后的细节图像。

6.根据权利要求5所述的预警准确的自然灾害预警系统，其特征在于，所述第二压缩模块对基底图像进行处理采用下式进行：上述式子中，EH_av(x,y)为对基底图像进行高斯平滑卷积得到的图像，a_o(x,y)表示对基底图像进行对比度保持的高动态范围压缩处理后的图像，μ(x,y)表示像素(x,y)的灰度邻域平均值，ρ表示对比度控制参数。

7.根据权利要求6所述的预警准确的自然灾害预警系统，其特征在于，所述第三增强模块对细节图像进行处理采用下式进行：

上述式子中，a_d(x,y)表示对细节图像进行增强处理后的图像，μ和σ分别表示细节图像全局的均值和方差，μ_x,y和σ_x,y分别表示细节图像任意像素点(x,y)在3×3局部邻域内的均值和方差，s表示细节图像熵值，其中，p(i)表示第i个灰度级的像素在细节图像中出现的概率，表示细节图像中所有像素灰度级均值。

8.根据权利要求7所述的预警准确的自然灾害预警系统，其特征在于，所述第四融合模块包括一次融合单元和二次融合单元，所述一次融合单元用于对处理后的基底图像和细节图像进行融合前处理，所述二次融合单元用于对融合前处理后的基底图像和细节图像进行融合；所述对处理后的基底图像和细节图像进行融合前处理,具体为：采用下式对a_o(x,y)和a_d(x,y)进行融合前处理：

上述式子中，LG_o(x,y)表示a_o(x,y)进行融合前处理后的结果，LG_d(x,y)表示a_d(x,y)融合前处理后的结果；所述对融合前处理后的基底图像和细节图像进行融合,具体为：采用下式对LG_o(x,y)和LG_d(x,y)进行融合：CS(x,y)＝(1-β²)LG_o(x,y)+β²LG_d(x,y)，上述式子中，CS(x,y)表示融合后的图像，β表示比例系数，0<e^β<1，在位宽W比特的输出中，基底图像占有的动态范围级数为(1-β²)·2^W，细节图像占有的动态范围级数为β²·2^W。