[发明专利]一种综合算法增强与光学增强的火场去火焰图像处理方法

说明书

本发明属于图像处理技术领域，公开了一种综合算法增强与光学增强的火场去火焰图像处理方法，将照明设备和摄像头设置在对准被观测对象的同一侧，照明设备的光线方向与摄像头的观测方向一致，被观测对象位于被观测火场的环境中，摄像头的镜头前端加载有滤光片；通过摄像头获取火场采集视频图像；采用序列图像的低值滤波法对火场采集视频图像进行图像增强处理，得到增强图像。本发明能够解决现有技术中火灾现场图像中的火焰遮挡无法有效去除的问题，能够大幅增强去除火焰图像的清晰度。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，更具体地，涉及一种综合算法增强与光学增强的火场去火焰图像处理方法。

背景技术

在过去，火灾研究者和消防员不得不在建筑烧毁之前和之后进行测量，以确定大火迅速发展的不同方式，以及导致建筑物的倒塌的原因。但是大多数工具和传感器在大火时都不起作用。即使从远处看，摄像头也无法正常工作：因为火焰遮蔽、淹没了图像的大部分。研究者无法看到火灾内部，因为一切都看起来都是红色的。虽然使用高强度照明可以增强现场光线，但这还不足以获得清晰的视野。

计算机专业的专家一般在采集图像后，通过对图像进行去噪，增强，去烟雾等计算机算法处理，来对模糊图像，遮盖图像进行图像增强以及图像信息处理。但是这些方法不能从根本上增强图像清晰度，作用有限，而且很少有方法适用于火场及高温工业场景的图像观测与采集。基于光照能够对图像观测有一定的提升清晰度的效果，但效果并不明显。计算机方法也能够去除高温厂的部分烟雾模糊，但是对于火焰的遮挡也很难有效果。因为这些图像都是对已受到高温辐射场污染的图像进行处理，图像本身已受到影响，再去除影响的效果不是很好。而采用探照灯进行光照增强的方法也不能有效去除火焰的遮挡。总的来说，不管是计算机图像处理方法还是光学照明方法都不能够从原理上消除火焰高温辐射等对于观测现场的遮盖影响。

发明内容

本发明通过提供一种综合算法增强与光学增强的火场去火焰图像处理方法，解决了现有技术中火灾现场图像中的火焰遮挡无法有效去除的问题。

本发明提供一种综合算法增强与光学增强的火场去火焰图像处理方法，包括以下步骤：

步骤1、将照明设备和摄像头设置在对准被观测对象的同一侧，所述照明设备的光线方向与所述摄像头的观测方向一致，所述被观测对象位于被观测火场的环境中，所述摄像头的镜头前端加载有滤光片；通过所述摄像头获取火场采集视频图像；

步骤2、采用序列图像的低值滤波法对所述火场采集视频图像进行图像增强处理，得到增强图像。

优选的，所述滤光片采用带通范围为400纳米至600纳米的带通滤光片。

优选的，所述滤光片包括第一滤光片和第二滤光片，所述第一滤光片的中心波长为470纳米，所述第二滤光片的中心波长为440纳米。

优选的，所述照明设备采用蓝光LED。

优选的，所述序列图像的低值滤波法为：

对所述火场采集视频图像中的多帧图像进行时间序列上的低灰度值滤波，针对多帧图像对应的同一像素点位置，获得每帧图像在该像素点位置上的像素值；针对每帧图像，若所述像素值高于第一像素值，则滤除此帧图像在该像素点位置上的像素值，否则保留此帧图像在该像素点位置上的像素值；

针对多帧图像对应的每个像素点位置，采用上述方法进行低灰度值滤波处理，得到所述增强图像。

优选的，针对每一个像素点位置，保留时间序列上该像素点位置对应的像素值最小值。

优选的，每帧图像I包括被观测目标图像L和火焰图像Lf，所述火场采集视频图像表示为：

I_t＝L_t+Lf_t