[发明专利]一种基于组合型图像分割的火焰目标提取方法

说明书

本发明公开一种基于组合型图像分割的火焰目标提取方法，应用于双目视觉的火焰空间定位系统；火焰目标提取方法包括：获取火焰图像，基于图像形态学运算对火焰图像进行组合型图像分割获得火焰目标区域的二值图像；对火焰目标区域的二值图像进行形态学处理获得理想的火焰目标区域以及火焰边缘轮廓，双目视觉的火焰空间定位系统包括：图像获取单元和火焰三维信息获取单元，方法研究了图像形态学运算的相关知识；并针对所提取到的火焰目标区域边缘比较粗糙、存在噪点的问题，利用图像形态学处理的方法，对提取的火焰目标区域进行了进一步的改善；最终获得了较为理想的火焰目标区域以及火焰边缘轮廓。还公开了对应系统、电子设备及计算机可读存储介质。

技术领域

本发明属于安全科学与工程技术领域，尤其涉及一种基于组合型图像分割的火焰目标提取方法。

背景技术

及时并准确地探测火灾应该包含两方面的意义，一是从时间上及时探测到火灾并报警，二是从空间上准确探测到火灾并实施灭火。但是，仅仅做到及时探测并早期预警还远远不够，如果不能准确找到火点，这将给后续的扑救和调查带来很大的困难。及时探测火灾并早期预警一直都是火灾探测领域的研究热点。传统的感温、感烟、感光等探测技术应用都已经比较成熟；新型的图像型探测技术的研究也日渐深入，相应的产品也已经有工程实例。但是无论是传统的探测器还是图像型探测器都主要研究了及时探测火灾的问题，关于如何在空间上准确定位火焰位置的研究却并不多。

基于阈值的火焰图像分割和基于区域的火焰图像分割，都能简单的实现对火焰图像的分割，但是效果又都不是很理想：基于阈值的分割，在进行图像分割时，简单的利用一个预设的阈值将图像一分为二，没有考虑到目标区域和背景区域的空间关系，分割时容易产生一些孤立的噪点，抗干扰能力差；基于区域的火焰图像分割，以图像像素的空间性质为出发点，将空间性质相似的像素点聚为一类，这样的分割，具有比较好的整体性和稳定性，但是由于初始“种子”的选取过于主观，实用性、操作性不强。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于组合型图像分割的火焰目标提取方法，基于组合型图像分割的火焰目标提取方法，研究了图像形态学运算的相关知识；并针对所提取到的火焰目标区域边缘比较粗糙、存在噪点的问题，利用图像形态学处理的方法，对提取的火焰目标区域进行了进一步的改善；最终获得了较为理想的火焰目标区域以及火焰边缘轮廓。

火焰目标区域提取，是实现火焰空间定位的基础，是将双目视觉定位技术应用于火焰空间定位的纽带。为了实现对火焰区域的空间定位，有必要将火焰区域从整个图像中离出来，这主要通过图像分割技术来实现。火焰目标提取的好坏也将直接影响到后续火焰区域匹配和定位的精度。

参见图1，本发明一方面提供了一种基于组合型图像分割的火焰目标提取方法，该方法应用于双目视觉的火焰空间定位系统，双目视觉的火焰空间定位系统包括：图像获取单元，用于从不同视角同步获取火焰图像和/或视频，所述图像获取单元为两台视角不同的摄像机；以及火焰三维信息获取单元，基于所述火焰图像和/或视频根据双目视觉原理求解火焰三维信息，从而实现火焰的空间定位；

火焰目标提取方法包括：

S1，获取火焰图像，基于图像形态学运算对火焰图像进行组合型图像分割获得火焰目标区域的二值图像；

S2，对火焰目标区域的二值图像进行形态学处理获得理想的火焰目标区域以及火焰边缘轮廓，从而解决所提取到的火焰目标区域边缘比较粗糙、存在噪点的问题。

优选的，所述S1中所述基于图像形态学运算对火焰图像进行组合型图像分割实施前还包括对火焰图像进行预处理，对火焰图像进行预处理包括直方图修正和图像滤波。

优选的，所述直方图修正为基于直方图均衡化对图像进行图像增强处理，具体步骤如下：

1、列出原图像的灰度图像中的灰度级r_k，k＝0,1,2…L-1，其中L是图像中灰度级总数；