[发明专利]一种基于I1I2I3颜色空间的火焰检测方法

说明书

一种基于I1I2I3颜色空间的火焰检测方法，主要通过分辨图像像素的颜色分布确定是否属于火焰区域。本发明提出的方法中把图像分块处理，逐块计算每个子块像素在I1I2I3颜色空间的三个均值；进一步地利用多个规则，即等式组决定该三个均值是否属于火焰颜色。该方法简单易行，具有高实时性。本方法不涉及视频序列，因此与镜头中可能存在的运动无关。因此，本方法不仅可以检出中图片中是否存在火焰区域，而且保证了检测效果的稳定性，满足实时性的要求。适用于基于计算机视觉的森林着火检测，大型场馆着火检测等领域。

技术领域

本发明涉及一种基于I1I2I3颜色空间的火焰检测方法，属于计算机视觉识别的技术领域。

背景技术

在传统的火焰检测技术中，检测效果往往受限于传感器的位置和数量。因此，在大型体育场馆，森林等大范围场景下常常受限。由于不受空间、地点等因素的限制，基于计算机视觉的火焰检测技术得到越来越多的关注。在基于计算机视觉的火焰检测中，往往会利用到火焰的颜色特征、纹理特征、火焰动态变化特征等等。本发明主要基于火焰的颜色特征和纹理特征两个方面。基于计算机视觉的火焰检测算法大致分为两步：1)检测静态图像中的疑似火焰区域，也叫候选区域。在该部分的研究中，常用的技术为提取火焰的颜色，纹理，边界等特征。2)利用静态图像检测出来的疑似区域，在时间轴上提取特征，进一步确认是否属于着火点。

针对火焰识别和检测方法，现有技术包括多种：

西安交通大学学报于2006年7月第10卷第7期发表的《一种基于视频多特征融合的火焰识别算法》，其中记载的采集图像中的火焰特征，不是视频序列，易于处理具有镜头运动的视频序列。而本发明是基于块处理方式，可实现内在的并行处理，速度更快。

《计算机用于与软件》于2014年1月第31卷第1期发表的《一种基于视频的火焰检测方法》，该文章与本发明的区别之处在于，1)I1I2I3颜色空间的利用不同，根据先验知识，本发明假定火焰处于I1I2I3颜色空间内一定区域内，该文对颜色的利用较为简单；2)本发明是基于块处理方式，可实现内在的并行处理，速度更快。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于I1I2I3颜色空间的火焰检测方法。该方法适用于森林防火检测，大型场馆防火检测，基于内容的图像检索等领域。

本发明的技术方案如下：

一种基于I1I2I3颜色空间的火焰检测方法，步骤如下：

1)通过公式(I)，将目标图像中每个像素值从RGB颜色空间转换到I₁I₂I₃颜色空间：

所述RGB颜色空间和I1I2I3颜色空间都是数字图像处理中表示彩色图像的颜色模型，每个颜色模型均含三个独立分量，所述RGB颜色空间和I1I2I3颜色空间之间的转换公式为(I)；

2)将所述目标图像分给成若干个4x4的子块，如附图1所示，对每个子块分配一个是否为火焰的标记，形成标记矩阵为flag(i,j)，其中i，j为子块在flag矩阵中的横纵坐标，flag矩阵示意见附图2；

3)针对每个子块，分别计算I₁，I₂，I₃三个分量的均值：

4)均值归一化，对步骤3)中的三个分量的均值归一化处理，处理后的数据范围为0-1，方法如下：

(III)