[发明专利]一种基于多维时域特征的火焰检测方法

摘要

本发明公开了一种近红外图像视频中的火焰检测方法，属于模式识别与图像处理技术领域。该方法首先通过最短距离帧间匹配方法对目标区域进行跟踪，去除噪声等不稳定目标；然后对稳定跟踪的目标区域进行多维时域特征提取，根据特征提取值以迭代的方式确定目标区域的置信度，依据目标区域置信度实现初发火焰的快速检测和识别；再根据火焰边缘的亮度突变特征和运动特性去除虚警。该方法具有灵敏度高、虚警率低的特点，能够在近红外图像中快速、准确的发现监控场景中初发的火焰。

主权项

1.一种基于多维时域特征的火焰检测方法，包括以下步骤：（1）依据灰度值从当前帧图像t提取火焰候选区域链C；（2）如果当前帧t为视频图像序列的第一帧，则当前帧t的火焰目标区域链D₁即为火焰候选区域链C，设置D₁中各火焰目标区域的匹配成功次数为1，进入下一帧；如果当前帧t不是视频图像序列的第一帧，则进入步骤（3）；（3）采用最短距离帧间匹配算法将当前帧t的火焰候选区域链与上一帧t-1的火焰目标区域链D_t-1进行匹配，根据匹配结果将上一帧t-1中匹配成功的火焰目标区域的匹配成功次数加1，上一帧t-1中未匹配成功但置信度大于第一置信度阈值T₂的火焰目标区域的匹配成功次数加1，当前帧t中未被匹配成功的候选火焰区域的匹配成功次数置1；并将上一帧t-1中匹配成功的火焰目标区域、上一帧t-1中未匹配成功但置信度大于第一置信度阈值T₂的火焰目标区域、当前帧t中未被匹配成功的候选火焰区域加入当前帧t的火焰目标区域链D_t；（4）计算目标区域多维时域特征：（4.1）初始化当前帧t中匹配成功次数大于1的火焰目标区域的多维特征mulDimenit=0;]]>（4.2）计算火焰目标区域的帧间亮度变化其中，和分别为目标区域在当前帧t和上一帧t-1中包含火焰像素点的平均像素灰度值，若大于3.5，则认为火焰目标区域从t-1帧到t帧发生亮度变化，更新mulDimenit=mulDimenit+1,]]>否则值不变；（4.3）计算火焰目标区域的帧间面积变化其中，S_∩和S_∪分别为火目标区域在t帧和t-1帧中的火焰前景面积交集和并集，若则认为火焰目标区域从t-1帧到t帧发生面积变化，更新mulDimenit=mulDimenit+1,]]>否则值不变；（4.4）计算火焰目标区域的帧间位移Lit=(xt-xt-1)2+(yt-yt-1)2,]]>其中，(x_t,y_t)和(x_t-1,y_t-1)分别为火焰目标区域在当前帧t和上一帧t-1中的中心点坐标，若大于等于2，则认为火焰目标区域从t-1帧到t帧发生位移变化，mulDimenit=mulDimenit+1,]]>否则mulDimenit=0]]>值不变；（4.5）对于匹配成功次数大于等于20的火焰目标区域计算其多维时域特征为火焰目标区域在第r帧的目标多维特征，20≤m＜火焰目标区域的匹配成功次数；（5）若目标的多维时域特征值大于特征值阈值T₃，则更新火焰目标区域的置信度否则更新火焰目标区域的置信度0.8≤a≤1，0.6≤b≤0.8；（6）若火焰目标区域标的置信度大于等于第二置信度阈值T₄，则判定火焰目标区域为火焰区域。