[发明专利]一种基于总有界变分的森林火灾烟雾图像检测方法

权利要求书

1.一种基于总有界变分的森林火灾烟雾图像检测方法，其特征在于，其步骤包括：

步骤1：输入视频序列中的图像；

步骤2：提取图像中森林火灾疑似烟雾区域，具体为：

步骤2.1：将图像分块，形成N个图像块，利用总有界变分方法计算各图像块的TBV值；

步骤2.2：根据各图像块的TBV值求图像的总体均值和总体方差σ²，若则返回步骤1进行下一帧图像的处理；若则以图像的总体均值作为初始划分基准，各图像块的TBV值与初始划分基准进行比较，确定图像中各图像块所属的类别，将TBV不超过总体均值的图像块归类于疑似火灾烟雾块；

步骤2.3：对疑似火灾烟雾块融合聚类构成特征数据并提取最终的疑似烟雾区域；

步骤3：采用帧间差分法对疑似烟雾区域进行烟雾运动特征分析，若疑似烟雾区域运动，则判定为火灾烟雾图像，给出火灾报警；若疑似烟雾区域不运动，则返回视频输入进行下一图像的处理流程。

2.根据权利要求1所述的基于总有界变分的森林火灾烟雾图像检测方法，其特征在于：所述步骤2.1中各图像块的TBV值计算的具体方法为：

令f表示原始清晰图像，f(x,y)表示图像中坐标(x,y)像素的像素值；当清晰图像因为烟雾变的模糊，设模糊图像的像素为g(x,y)，分别计算出清晰图像f的总有界变分TBV_f和模糊图像g的总有界变分TBV_g，分别由式(1)、(2)求解：

式(1)、(2)中Ω表述如(3)所示：

Ω＝{(x,y):0≤x≤a,0≤y≤b} (3)

其中，a为图像长度，b为图像宽度。

3.根据权利要求2所述的基于总有界变分的森林火灾烟雾图像检测方法，其特征在于：所述步骤2.2具体为：

步骤2.21：根据各图像块TBV值计算图像的总体均值总体方差σ²；总体方差σ²表示为：

其中，TBV_n为图像中第n个图像块的TBV值，N为图像中图像块的总体例数；

步骤2.22：判断图像是否有烟雾；具体为：

若说明图像无烟雾或烟雾整体分布，排除火灾烟雾，返回步骤1进行下一帧图像的处理；

若不排除火灾烟雾，执行步骤2.23；

步骤2.23：依据TBV值对图像块进行初始划分：选择图像的总体均值作为初始划分基准，将各图像块的TBV值与初始划分基准进行比较，确定图像中各图像块所属的类别，当即第n个图像块的TBV值小于等于总体均值时，确定此图像块的类别为疑似火灾烟雾块，形成类别数据M_n；将图像块的划分对应的像素归到基准划分，形成整幅图像的一个初始划分M＝M₁，M₂，…，M_n。