一种在静态图像中判断火焰区域的方法
【专利摘要】本发明的一种在静态图像中判断火焰区域的方法，所述的方法包括以下步骤：S1：将图像中每个像素值转换到YCbCr颜色空间；S2：将图片分给成若干个16*16的子块，每个子块分配一个是否为火焰的标记，标记矩阵为flag(i,j)；S3：从第一个子块开始，依照从上到下、从左到右的顺序，计算子块的局部二值模式LBP值；S4：把子块内所有像素的局部二值模式LBP值投影到0～255，形成局部二值模式直方图hB；S5：将flag(i,j)转化为1值和0值；S6：根据flag矩阵中1值和0值的数量，判断是否为火焰区域。该方法不受视频序列的影响，适应范围更广，运行的速度更快，效率更高，适合大规模推广和应用。
【专利说明】一种在静态图像中判断火焰区域的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于多媒体信号处理领域，特别是在静态图像中检测是否存在火焰区域的 方法，可应用于基于计算机视觉的火焰探测以及图像检索等领域。
【背景技术】
[0002] 在传统的烟火检测技术中，检测效果受限于传感器的位置和数量。因此，在大范围 场景下常常受限，如大型体育场馆、森林等。由于不受场景大小的限制，基于计算机视觉的 烟火检测技术得到越来越多的关注。在基于计算机视觉的烟火检测中，主要分为火焰检测 和烟雾检测两个方面，本发明针对火焰检测部分。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。然而，上述的方法在实际使用时，运行速度较慢。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了一种在静态图像中判断火焰区域的方法，能够适应多种场景，特别 是大型体育场馆、森林等大型复杂场景下，从计算机监控的静态图像中快速、准确的获取火 焰区域。
[0004] 本发明采用以下技术方案：一种在静态图像中判断火焰区域的方法，其特征在于， 所述的方法包括以下步骤：
[0005] S1 :将图像中每个像素值从RGB颜色空间转换到YCbCr颜色空间；
[0006] S2 :将图片分给成若干个16*16的子块，每个子块分配一个是否为火焰的标记，标 记矩阵为flag(i，j)，其中，i、j为块在flag矩阵中的坐标；
[0007] S3:从第一个子块开始，依照从上到下、从左到右的顺序，计算子块的局部二值模 式LBP值；
[0008] S4 :把子块内所有像素的局部二值模式LBP值投影到0?255,形成局部二值模式 直方图hB;
[0009] S5 :将flag(i，j)转化为1值和0值；
[0010]S6:根据flag矩阵中1值和0值的数量，判断是否为火焰区域。
[0011] 进一步的，将图像中每个像素值从RGB颜色空间转换到YCbCr颜色空间所用的公 式为：
【权利要求】
1. 一种在静态图像中判断火焰区域的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤： 51 :将图像中每个像素值从RGB颜色空间转换到YCbCr颜色空间； 52 :将图片分给成若干个16*16的子块，每个子块分配一个是否为火焰的标记，标记矩 阵为flag(i，j)，其中，i、j为块在flag矩阵中的坐标； S3:从第一个子块开始，依照从上到下、从左到右的顺序，计算子块的局部二值模式 LBP 值； 54 :把子块内所有像素的局部二值模式LBP值投影到O?255,形成局部二值模式直方 图h B ; 55 :将flag(i，j)转化为1值和O值； 56 :根据flag矩阵中1值和O值的数量，判断是否为火焰区域。
2. 根据权利要求1所述的一种在静态图像中判断火焰区域的方法，其特征在 于，将图像中每个像素值从RGB颜色空间转换到YCbCr颜色空间所用的公式为：
3. 根据权利要求1所述的一种在静态图像中判断火焰区域的方法，其特征在于，步骤 S5的具体过程为： 1) 计算排序函数s (i); 2) 按照公式h' B (i) = hB (s (i))，i = 0, 1，. . .，255对局部二值模式直方图hB进行重新 排序，并记为h'B ; 3) 以函数h'B(i) = XeAi，i =〇，1，...，255为模型描述1!\，采用回归分析拟合直方 图h'B，得到参数λ ; 4) 如果 λ 满足条件 0.0531 彡 λ 彡 0.0557,则 flag (i，j) = 1，否则 flag (i，j) = 0， 其中，（i，j)是当前处理的16*16子块的坐标。
4. 根据权利要求3所述的一种在静态图像中判断火焰区域的方法，其特征在于，计算 排序函数s (i)的具体过程为： 1) 选取多张具有代表性的火焰图像，把每幅图像都分成若干个16*16子块； 2) 针对所有是火焰的16*16子块，计算每一个子块的局部二值模式LBP值； 3) 把子块内所有像素的局部二值模式值投影到0?255,形成局部二值模式直方图h ; 4) 把直方图h进行从小到大重新排序，得到另一个直方图h' ； 5) 根据h和h'，提取满足公式h'⑴=h (s⑴），i = 0, 1，. . .，255的s⑴即为排序 函数。
5. 根据权利要求1-4任意一项所述的一种在静态图像中判断火焰区域的方法，其特征 在于，计算子块的局部二值模式LBP值的公式为
，X、y是像素点的坐标。
6. 根据权利要求5所述的一种在静态图像中判断火焰区域的方法，其特征在于，步骤 S6的具体过程为：针对flag矩阵，使用3*3的窗口，按照从上到下、从左到右的顺序，步长 为1，滑过flag矩阵，如果窗口内超过半数标记为1，则窗口中心所在的16*16子块对应的 图像区域设置为火焰区域，否则为非火焰区域。
【文档编号】G06T7/60GK104392471SQ201410641570
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】刘兆广, 纪秀花, 徐新艳 申请人:山东财经大学