[发明专利]亮度阈值的自适应生成的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理，特别是指用于火焰检测的亮度阈值的自适应生成的方法。 

背景技术

随着经济的飞速发展，各种高层的建筑群体不断涌现。在高层建筑中，人口密集、财产集中，其消防安全问题就凸现出来。传统的火灾检测技术主要有感温、感烟、感光及复合型等模式。这些技术不仅在灵敏度和可靠性方面有待提高，而且不能对火灾最初的信号做出反应。因此，近年来积极研究图像型火焰检测技术，该技术可在多粉尘、高湿度的室内环境中使用，对火灾初始信号具有很高的灵敏度，具有很好的应用前景。图像型火焰检测技术大多基于亮度阈值的提取。 

授权公告号为CN 1044524C的中国专利公开了一种图像识别火灾检测报警装置，选择一个固定的灰度值为亮度阈值。公开号为CN1979576A的中国专利申请公开了一种基于全方位视觉传感器的火灾监控装置，选择一个固定值为亮度阈值。美国专利申请US2002/0021221A1公开了一种火焰检测设备，选取火焰样本数据集的均值为亮度阈值。上述的亮度阈值是事先设定的，属于固定阈值，这种方式的亮度阈值的选取的方式提取出的区域很稳定，但对环境的适应能力不够。 

公开号为CN 1576839A的中国专利申请公开了一种检测火焰的方法和设备，根据采集图像的亮度的最大值和平均值来确定亮度阈 值。上述的亮度阈值是通过环境的某个比例的亮度来确定的，这种方式的亮度阈值的选取的方式增强了对环境的适应能力，但随着环境的微变，产生的火焰区域变得不稳定，因此当环境中出现强光源等干扰目标时，对真正火焰的识别效果会产生较大的影响。 

综上所述，目前迫切需要提出一种能适应复杂环境，同时能使提取的火焰区域稳定的亮度阈值生成的方法。 

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种能适应复杂环境，同时能使提取的火焰区域稳定的亮度阈值生成的方法。 

为了实现这一目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种亮度阈值的自适应生成的方法，该方法包括： 

(1)采集视频图像； 

(2)统计采集图像的亮度直方图； 

(3)分析亮度直方图；和 

(4)获得最佳的亮度阈值； 

其中，步骤(3)分析亮度直方图包括： 

确定一个亮度直方图的分析范围，将对火焰检测没有意义的亮度部分剔除掉； 

搜寻一个满足分析范围的最小窗口，在亮度直方图上搜寻一个最小窗口，使得该窗口内所包含的像素数目达到所述分析范围；和 

计算最小窗口的亮度平均值和最大值，计算所述最小窗口内所包含的像素的亮度的平均值，计算最小窗口的亮度最大值是统计所述最小窗口内所包含的像素的亮度的最大值； 

步骤(4)获得最佳的亮度阈值包括： 

确定亮度阈值的范围和等级； 

根据亮度平均值确定亮度阈值的范围；和 

根据亮度最大值确定最佳的亮度阈值。 

优选地，步骤(3)中确定一个亮度直方图的分析范围是将对火焰检测没有意义的亮度部分剔除掉，其中，没有意义的亮度部分是较亮或者较暗且所占比例较小的亮度。 

优选地，所述分析范围为所分析的像素数目占整个所采集的图像内全部像素数目的比例α，所述比例α为80％～95％。 

优选地，确定亮度阈值的范围和等级是根据经验，设置若干个固定的均匀分布的亮度阈值，其中，亮度阈值为X∈Ω，Ω为亮度阈值的集合。 

优选地，根据大体应用场合，亮度阈值设置为4～8个阈值，Ω根据值的大小分为Ω₁、Ω₂分别为低阈值集合和高阈值集合。 

优选地，根据亮度平均值av确定亮度阈值的范围，若av大于阈值1，则认为亮度较高，采用高阈值集合Ω₂；否则，则认为亮度较低，采用低阈值集合Ω₁。 

优选地，根据亮度最大值确定最佳的亮度阈值的方法是根据亮度最大值mv，选择符合v∈Ω_i，i＝1或2，且v＞mv+ε条件的亮度值v；其中：该亮度值v为最佳亮度阈值，ε为一修正值。 

优选地，ε取值在-5～15之间。 

按照本发明的另一个方面，提供了一种亮度阈值的自适应生成的装置，该装置包括：采集视频图像模块，用于采集视频图像；统计采集图像的亮度直方图模块，用于统计亮度直方图；分析亮度直方图模块，用于分析亮度直方图；和获取最佳的亮度阈值模块，用于获得最佳的亮度阈值。