[发明专利]一种结合气象环境的输电线路山火烟雾判识方法

权利要求书

1.一种结合气象环境的输电线路山火烟雾判识方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤(1)，获取输电线路山火视频监控图像，并对监控图像进行预处理；

步骤(2)，依据步骤(1)获得的预处理后的图像，以设定特征提取时间间隔，进行间隔时间内相邻帧图像中山火烟雾运动区域提取；

步骤(3)，从步骤(2)获取的山火烟雾运动区域中，提取特征提取时间间隔内山火烟雾运动方位和运动速度特征；

步骤(4)，利用步骤(3)提取的山火烟雾运动方位和运动速度特征结合气象环境中风速和风向进行山火烟雾识别，实现对山火的准确监测；

所述山火烟雾运动方位和运动速度特征的提取步骤如下：

(a)从每帧运动区域图像中随机选择1个像素点作为各帧运动区域初始中心点，依次标记为o₁(x,y),o₂(x,y),…o_k(x,y)；

(b)计算各帧运动区域图像中各像素点到对应中心点的距离：

其中，表示第k帧运动区域图像中第i个像素点与中心点的距离，和分别表示第k帧运动区域图像中第i个像素点的横坐标和纵坐标，和分别表示第k帧运动区域图像中中心点的横坐标和纵坐标；

(c)循环更新中心点坐标，获取各运动区域最优中心点，标记为s_k(x,y)，其中，s_k(x,y)满足n表示像素点个数；

(d)计算相邻帧中心点之间的运动速度：

其中，Δt为相邻帧的时间间隔；

(e)计算相邻帧中心点之间的运动方位：

其中，第k帧运动区域中各像素点表示为和是第k帧运动区域中的中心点的横坐标和纵坐标；

所述利用步骤(3)提取的山火烟雾运动方位和运动速度特征结合气象环境中风速和风向进行山火烟雾识别具体如下：

首先，提取山火烟雾运动速度和运动方位范围；

在设定的特征提取时间间隔内选出运动区域图像的运动速度v_k的最大值v_k,max和最小值v_k,_min，以及运动方位θ_k的最大值θ_k,max和最小值θ_k,min；

然后，对利用山火监测装置获得的气象环境中的风速和风向是否落在对应的山火烟雾运动速度和运动方位范围中，若成立，则，表示存在山火烟雾，否则，表示不存在山火烟雾：

山火监测装置在对应特征提取时间间隔内测得的风速落在[v_k,min,v_k,max]；

山火监测装置在对应特征提取时间间隔内测得的风向数据落在[θ_k,min,θ_k,max]。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中对监控图像进行预处理是指采用自适应小波滤波对监控图像进行去噪处理。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用帧间差分法进行山火烟雾运动区域提取，具体过程如下：

步骤2.1：获取差分图像；

按设定的特征提取时间间隔提取序列图像，以序列图像中第k(k>1)帧图像与第1帧图像对应像素点灰度值进行帧间差分相减，获得f_k(x,y)为第k帧图像与第1帧图像差分后在(x,y)点的灰度值，计算公式如下式：

f_k(x,y)＝|μ_k(x,y)-μ₁(x,y)|

式中，μ_k(x,y)为第k帧图像中坐标为(x,y)点的灰度值，f_k(x,y)为第k帧图像与第1帧图像差分后在(x,y)点的灰度值；

步骤2.2：对差分图像进行二值化处理，从中获取山火烟雾运动区域。