[发明专利]高空卷云的检测方法、装置、电子设备及存储介质

权利要求书

1.一种高空卷云的检测方法，其特征在于，包括：

获取第一红外图像和第二红外图像，所述第一红外图像与所述第二红外图像为相邻两帧的红外图像；

构建所述第一红外图像的第一图像金字塔和所述第二红外图像的第二图像金字塔，所述第一图像金字塔和所述第二图像金字塔的层数和每一层图像的尺寸均相同；

基于所述第一图像金字塔和所述第二图像金字塔在时空上的相关性，利用光流法获得所述第一红外图像的光流矢量场；

对所述第一红外图像的光流矢量场进行阈值分割和形态学操作，得到所述第一红外图像的检测结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一红外图像的第一图像金字塔和所述第二红外图像的第二图像金字塔是通过如下方式构建的：

分别对所述第一红外图像和所述第二红外图像按照预设的规律进行下采样，直至采样到预设的层数，得到所述第一图像金字塔和所述第二图像金字塔。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一图像金字塔和所述第二图像金字塔在时空上的相关性，利用光流法获得所述第一红外图像的光流矢量场，包括：

构建所述第一图像金字塔的光流场能量函数，所述能量函数包括数据项和平滑项，所述平滑项是基于所述第一图像金字塔与所述第二图像金字塔在时空上的相关性构建的；

求解所述光流场能量函数，依次求解出所述第一图像金字塔中每一层图像的光流矢量场；

将求解出的最底层图像的光流矢量场作为所述第一红外图像的光流矢量场。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据项是基于亮度恒定假设和空间一致性假设构建的，所述数据项的表达式如下：

式中，为惩罚函数，β＝0.001，V＝[u(x,y,t),v(x,y,t),1]^T表示t时刻图像在(x,y)坐标处像素点的光流矢量，ρ是以当前像素点为中心的局部邻域大小，J_ρ是局部时空导数平滑项，是图像亮度梯度向量，J_ρ和的表达式分别为：

式中，f＝f(x,y,t)为t时刻图像在(x,y)坐标处像素点的灰度值，G_ρ为ρ的高斯核；

所述平滑项的表达式如下：

式中，和分别表示在(x,y)坐标处像素点在相邻两帧图像中水平方向和垂直方向的速度变化率，正则系数表示光流场的平滑因子，C和ε是固定常数；

所述第一图像金字塔的光流场能量函数为：

式中，a为图像中正方形区域的尺寸。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述求解所述光流场能量函数，依次求解出所述第一图像金字塔中每一层图像的光流矢量场，包括：

按照图像特征尺度从小到大的顺序依次遍历所述第一图像金字塔中的每一层图像，针对遍历到的每一层图像均执行：

求解所述光流场能量函数，得出该层图像的光流矢量增量；

将该层图像的光流矢量增量和该层图像的光流矢量初始值的和作为该层图像的光流矢量场，并将该层图像的光流矢量场作为下一层图像的光流矢量的初始值，依次类推，直至求解出所述第一图像金字塔的最底层图像的光流矢量场。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述光流场能量函数是通过欧拉-拉格朗日方程求解出的。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一红外图像的光流矢量场进行阈值分割和形态学操作，得到所述第一红外图像的检测结果，包括：

根据所述第一红外图像的光流矢量场，确定所述第一红外图像中每一个像素点的灰度值；

根据每个像素点的灰度值与分割阈值的关系，对所述第一红外图像进行阈值分割，得到所述第一红外图像的二值图；

对所述二值图进行形态学操作，得到所述第一红外图像的检测结果。