[发明专利]基于图像处理的瞬态火焰检测方法

权利要求书

1.一种基于图像处理的瞬态火焰检测方法，其特征为包括以下步骤：

步骤1：应用高速摄像机拍摄瞬态火焰视频并完成视频中图像像素与实际尺寸的标定，视频共包含T帧图像，视频中第一帧为不包含瞬态火焰的背景图像I_B；

步骤2：从所述瞬态火焰视频中提取出各帧图像I_t，t=1,2，…，T，将各帧图像进行叠加得到瞬态火焰的叠加图像I_D；

步骤3：对所述叠加图像进行图像滤波以及图像增强，亮化叠加图像中瞬态火焰区域，暗化背景区域；

步骤4：针对图像增强后的瞬态火焰图像应用图像分割，得到包含瞬态火焰区域的二值化图像；

步骤5：依据图像分割的结果，提取瞬态火焰区域的图像轮廓，并计算瞬态火焰面积、周长、最大直径、平均直径、平均光密度参量。

2.如权利要求1所述的基于图像处理的瞬态火焰检测方法，其特征为：所述步骤2对瞬态火焰视频各帧图像进行叠加的方法为：针对叠加图像中的每个像素点I_D(x,y)的R、G、B三通道的取值I_DR(x,y)，I_DG(x,y)，I_DB(x,y)，分别对应于瞬态火焰视频各帧图像中对应位置及通道取值的最大值：

I_DR(x,y)＝max(I_1R(x,y),I_2R(x,y),I_3R(x,y),...,I_TR(x,y))

I_DG(x,y)＝max(I_1G(x,y),I_2G(x,y),I_3G(x,y),...,I_TG(x,y))

I_DB(x,y)＝max(I_1B(x,y),I_2B(x,y),I_3B(x,y),...,I_TB(x,y))

式中I_iR(x,y)，I_iG(x,y)，I_iB(x,y)，i=1,2…,T，分别表示瞬态火焰视频中第i帧图像中像素点(x,y)的R、G、B三通道的取值。

3.如权利要求1所述的基于图像处理的瞬态火焰检测方法，其特征为：所述步骤3针对叠加图像进行图像增强具体步骤如下：

①将叠加图像与背景图像做差分，得差分图像I_S1；

②对叠加图像I_D的R、G、B三通道按照如下公式逐个像素进行亮度增强，生成亮度增强图像I’_D：

I′_DR(x,y)＝I′_DG(x,y)＝I′_DB(x,y)＝max(I_DR(x,y),I_DG(x,y),I_DB(x,y))

式中I′_DR(x,y)、I′_DG(x,_y)、I′_DB(x,y)分别表示亮度增强图像I′_D的R、G、B三通道在像素点(x,y)的取值；

③将亮度增强图像与背景图像作差分，得差分图像I_S2；

④将差分图像I_S1与差分图像I_S2对应像素值进行相加，除以2，得到融合图像I_S；

⑤对融合图像I_S的R、G、B三通道按照如下公式逐个像素进行亮度增强，生成最终的亮度增强的叠加图像I″_D：

I″_DR(x,y)＝I″_DG(x,y)＝I″_DB(x,y)＝max(I_SR(x,y),I_SG(x,y),I_SB(x,y))

式中I″_DR(x,y)、I″_DG(x,y)、I″_DB(x,y)分别表示最终亮度增强的叠加图像I″_D的R、G、B三通道在像素点(x，y)的取值，I_SR(x,y)、I_SG(x,y)、I_SB(x,y)分别表示融合图像I_S的R、G、B三通道在像素点(x，y)的取值。