[发明专利]一种基于视频分析的实时降雪强度估计方法

摘要

本发明公开了一种基于视频分析的实时降雪强度估计方法，提出了实时降雪强度分析方法，方法主要包括区域划分、单个区域雪粒子检测、雪粒子检测有效性判断、全局雪粒子推算、实时降雪强度估计五个部分。通过实验发现，本方法可以有效的识别下落雪粒子的分布情况，计算实时性较好，方便和现有视频监控系统结合，具有很强的实用价值。

主权项

1.一种基于视频分析的实时降雪强度估计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)区域划分：将整个检测画面划分为若干个单个区域；(2)单个区域雪粒子数量实时检测：对每个单个区域进行步骤(2.1)‑(2.5)：(2.1)图像预处理，将彩色的三通道图像转换为单通道的灰度图像；(2.2)基于帧差法的前景提取，利用膨胀和腐蚀处理方法对二值图像进行处理，将孤立的噪声点去除，将截断的雪粒子点连接成完整的雪粒子；(2.3)基于形态学处理的雪粒子初选，将(2.2)处理后的图像中相邻的像素点连接形成轮廓线，统计每个轮廓线包含的像素点的数，从而得到雪粒子的轮廓线长度；(2.4)基于雪粒子轮廓尺寸的雪粒子识别，将轮廓线长度在预设的尺寸范围内的雪粒子筛选出来；f(contour(x))——雪粒子x是否是雪粒子的判定结果，1表示是，0表示不是；contour(x)——雪粒子x的轮廓线长度；minContour——雪粒子轮廓线长度的下限；maxContour——雪粒子轮廓线长度的上限；(2.5)基于重心位置的雪粒子区域归属，每个雪粒子对应一个坐标向量，Contour＝{(x₁,y₁),(x₂,y₂)...(x_n,y_n)}(x_n,y_n)表示轮廓线上的某一点像素坐标；计算每组雪粒子的几何重心，X_g Y_g——轮廓线的几何重心坐标位置；然后比较重心坐标和区域边界来判断雪粒子所属的区域；(3)检测有效性判断：通过选择与雪粒子颜色反差较大的区域的检测结果作为有效结果，并同时对连续多帧的有效结果进行累计，得出最终单个区域雪粒子数量；(4)全局雪粒子数量推算：根据步骤(3)输出的最终单个区域雪粒子数量推算整个检测画面的雪粒子数量：其中，N——整幅画面检测的雪粒子数量；Z_t——整幅画面被分割的区域数量；Z_e——有效的雪粒子检测区域数量；n_i——检测出的有效雪粒子区域i的雪粒子数量；(5)实时降雪强度估计：根据整个检测画面的雪粒子数量推算降雪强度：其中，CSI_t——t时刻的降雪强度；L——摄像机垂直方向的分辨率；W——摄像机水平方向的分辨率；f——摄像机焦距；z——雪粒子距离摄像机的距离；N_i——一帧整幅画面检测的雪粒子数量；a——向后累计帧的数量。