[发明专利]基于图像的消防门及其开关状态的检测方法

权利要求书

1.基于图像的消防门及其开关状态的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)从摄像机中提取一帧图像，进行消防门位置的检测；

(2)进行消防门开关状态的检测；

从摄像机中提取若干帧图像，依次对所提取的每一帧图像单独进行以下步骤的处理：

(2.1)对该帧图像进行灰度变换得到灰度图像；

(2.2)对步骤(2.1)所得的灰度图像内呈非矩形的门区域进行图像矫正，并把门区域按比例从矫正后的图像中截取出来得到矩形的门图像；

(2.3)检测步骤(2.2)所得的门图像整体亮度分布是否均匀，若为不均匀，则判定消防门为打开状态，若为均匀，则进行步骤(2.4)；

(2.4)对步骤(2.2)所得的门图像利用canny边缘检测算子提取第一边缘图像；

(2.5)对步骤(2.4)所得的第一边缘图像进行霍夫变换，在竖直方向上提取出符合第一阈值的直线段，并统计所提取直线段的数量n，若n≠1，则判定消防门为打开状态，若n＝1，则进行步骤(2.6)；

(2.6)对步骤(2.2)所得的门图像进行中值滤波后，进行canny算子的边缘检测得到第二边缘图像，从第二边缘图像中按比例把门下边框边沿线附近的矩形区域截取出来，并统计该区域中的像素点数i，再统计该区域沿上下两侧拓展一定范围的区域内的像素点数j，计算像素点数i与像素点数j的比值，若该比值小于所设定的第二阈值，则判定消防门为打开状态，否则判定消防门为关闭状态；

具体地，所述步骤(2.4)包括如下步骤：

(2.4.1)输入步骤(2.2)所得的门图像，按照小于二分之一的比例截取该门图像的中间部分作为待检测图像，对待检测图像进行一次canny算子的边缘检测，得到第三边缘图像；

(2.4.2)对步骤(2.4.1)所得的第三边缘图像进行一次闭运算，得到第四边缘图像；

(2.4.3)对步骤(2.4.2)所得的第四边缘图像进行一次canny算子的边缘检测，得到第一边缘图像；

具体地，所述消防门为双门型结构。

2.根据权利要求1所述的基于图像的消防门及其开关状态的检测方法，其特征在于，所述步骤(1)中从摄像机中提取一帧图像，进行消防门位置的检测的方法具体为：从摄像机中提取第一帧图像，获取第一帧图像中消防门的四个顶点在图像中的位置，即可检测得消防门的位置。

3.根据权利要求1所述的基于图像的消防门及其开关状态的检测方法，其特征在于，所述步骤(2)中从摄像机中提取若干帧图像是以所设定的采样间隔连续地选取不同的图像。

4.根据权利要求1所述的基于图像的消防门及其开关状态的检测方法，其特征在于，所述步骤(2.2)中对灰度图像内呈非矩形的门区域进行图像矫正的方法包括如下步骤：

(2.2.1)从摄像机中提取一帧图像，选取该图像中消防门的四个顶点作为矫正的基点；

(2.2.2)通过矫正算法，对图像的像素值进行移位和插值，得到透视图像；

(2.2.3)将步骤(2.2.2)所得的图像的大小设置为与从摄像机中提取的原图像一致；

(2.2.4)映射得到消防门铺满并且门槛平行于水平线的图像。

5.根据权利要求1所述的基于图像的消防门及其开关状态的检测方法，其特征在于，所述步骤(2.3)中检测步骤(2.2)所得的门图像整体亮度分布是否均匀的方法包括如下步骤：

(2.3.1)计算步骤(2.2)所得的门图像每列像素灰度值的均值；

(2.3.2)计算步骤(2.3.1)所得的均值的方差，用于代表门图像水平方向上的灰度值差；

(2.3.3)将步骤(2.3.2)所得的灰度值差与所设定的第三阈值进行比较，若灰度值差大于第三阈值，则表示门图像整体亮度分布不均匀，否则表示门图像整体亮度分布均匀。

6.根据权利要求1所述的基于图像的消防门及其开关状态的检测方法，其特征在于，所述步骤(2.5)中的第一阈值为霍夫变换自身的参数，该参数包括距离分辨率、角度分辨率、空间阈值、最小长度阈值和间隙阈值。

7.根据权利要求1所述的基于图像的消防门及其开关状态的检测方法，其特征在于，所述步骤(2.6)中该区域沿上下两侧拓展一定范围的区域具体指的是该区域沿上下两侧拓展250个像素大小后所对应的区域。