[发明专利]基于光流和动量法的化工运动目标监控方法

权利要求书

1.一种基于光流和动量法的化工运动目标监控方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一，截取一帧摄像头图像，添加布控策略，所述布控策略包括设置抓图帧率r、从截取的摄像头图像中画出感兴趣区域；

步骤二，获取摄像头拍摄的实时视频流；

步骤三，按步骤一设置的抓图帧率r循环抓取图像，按感兴趣区域裁剪图像，并转换为灰度图像；

步骤四，计算当前帧和上一帧所得灰度图像的稀疏光流二维矢量；

步骤五，将二维矢量转换为二维图像，并计算二维图像中像素总和S；

步骤六，判断帧数是否小于等于预设的抓取帧数的目标阈值，如果是，则使用动量法计算当前帧的动量M_t，并实时更新；

步骤七，如果帧数超过预设的抓取帧数的目标阈值，计算步骤五得到的像素总和S与动量M_t二者的比值，判断比值是否在阈值范围之内，如果不在阈值范围内，则判定运动目标检测异常，发出报警信息；

步骤六使用动量法计算当前帧的动量M_t具体步骤为：

M_t＝0.98*M_t-dt+0.02*S

其中M_t为当前t时刻的动量，M_t-dt为上一帧t-dt时刻计算的动量，S为步骤五计算的光流矢量图像像素值总和；

步骤七所述判定运动目标检测异常具体步骤为：

其中low_threshold为最小阈值，设置为0.3，high_threshold为最大阈值，设置为3.0。

2.如权利要求1所述的基于光流和动量法的化工运动目标监控方法，其特征在于：所述化工运动目标包括乙烯厂生产车间丁苯橡胶、聚苯乙烯、顺丁橡胶。

3.如权利要求1所述的基于光流和动量法的化工运动目标监控方法，其特征在于：步骤一中所述布控策略还包括：设置抓取帧数的目标阈值为50。

4.如权利要求1所述的基于光流和动量法的化工运动目标监控方法，其特征在于：步骤一中所述感兴趣区域是在截取的摄像头图像中人工画的矩形框。

5.如权利要求1所述的基于光流和动量法的化工运动目标监控方法，其特征在于：步骤三所述转换为灰度图像具体步骤为：

Gray＝0.29900*R+0.58700*G+0.11400*B

其中R是指该像素点的R分量，G是指该像素点的G分量，B是指该像素点的B分量，Gray是转换后的该像素点的灰度值。

6.如权利要求1所述的基于光流和动量法的化工运动目标监控方法，其特征在于：步骤四计算当前帧和上一帧所得灰度图像的稀疏光流二维矢量，具体包括：

(1)将灰度图像分割成T个大小为k*k个像素的光流窗口；

(2)计算每个光流窗口中的光流，其计算方法为：

其中，V_x和V_y分别为光流窗口在x方向和y方向的速度，I_xi和I_yi分别为光流窗口中第i个像素在x和y方向上的灰度变化，即为x方向和y方向相邻像素灰度值之差，I_ti为当前t时刻的图像I'_n(x,y)和上一帧t-dt时刻的图像I'_n-1(x,y)的(x，y)的像素点在t时刻和t+dt时刻的周围灰度值变化，其中n＝1，2，3，4，...N；

(3)将获得的V_x和V_y按获得的先后顺序在对应的光流窗口的中心点处赋值，形成一个二维矢量矩阵。

7.如权利要求1所述的基于光流和动量法的化工运动目标监控方法，其特征在于：步骤五所述将二维矢量转换为二维图像，方法如下：

其中I_x,y表示在(x,y)点的光流分量，P_x,y表示在该点的像素值，threshold设置为20。

8.如权利要求1所述的基于光流和动量法的化工运动目标监控方法，其特征在于：步骤五计算二维图像中像素总和S具体步骤为：

其中W为图像宽度，H为图像高度。