基于光量子的火源监测预警方法及系统与流程

本发明涉及深度图像降噪，具体涉及一种基于光量子的火源监测预警方法及系统。

背景技术：

1、随着现代量子计算、量子通信和量子测量等量子信息处理技术的飞速发展，光子技术成像探测技术不断突破，具有高灵敏度、高信噪比以及高速成像的特征，该技术在人类生产活动中具有广泛的应用，在对火源的监测和预警中，能够帮助及早发现火灾，并采取释适当的措施来控制火势并减少损失。

2、但在通过光子雷达获取深度图像时，由于光子从出射到目标表面再反射回雷达探测器的过程中，存在较多的干扰因素对光子信号产生干扰及损耗，导致光量子雷达获取的深度监测图像中噪声较大，且传统的图像处理方法通常无法准确的对光量子雷达深度图像中的噪声进行去除，从而影响对火源监测的及时性和准确性。

技术实现思路

1、为了解决光量子雷达深度监测图像中噪声影响火源监测准确性的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于光量子的火源监测预警方法与系统，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明提出一种基于光量子的火源监测预警方法，所述方法包括：

3、获取待监测时间段内所有采样时刻下光量子雷达对监测区域的深度监测图像；

4、根据待监测时间段内光量子雷达的发射波与回波的差异、及所有所述深度监测图像中相同位置像素点对应的回波时间之间的波动程度，获取所有所述深度监测图像中相同位置像素点对应位置的回波均匀系数；根据所有所述深度监测图像中相同位置像素点的像素值的波动，获取所有所述深度监测图像中相同位置像素点对应位置的光子混杂系数；根据所述回波均匀系数与所述光子混杂系数，获取所有所述深度监测图像中每个位置的噪声显著系数；

5、根据所述噪声显著系数在实时采样时刻采集的所述深度监测图像的所有像素点中筛选噪声标记点；根据所述噪声标记点的预设邻域内噪声标记点的数量，控制滤波方法对所述噪声标记点进行滤波；

6、在滤波后的所述深度监测图像中获取火源位置，进行火源监测预警。

7、进一步地，所述回波均匀系数的获取方法包括：

8、获取发射波与回波的能量相关性；获取所有所述深度监测图像中相同位置像素点对应的相邻回波的回波时间方差，将发射波与回波的波次差异乘以所述回波时间方差，得到回波波动系数；将所述能量相关性作为分子，所述回波波动系数加上预设正常数后作为分母，得到所述回波均匀系数。

9、进一步地，所述发射波与回波的能量相关性的获取方法包括：

10、获取所有所述深度监测图像中相同位置像素点对应位置的发射波能量序列与回波能量序列，所述发射波能量序列与所述回波能量序列的时序相同；

11、获取所述发射波能量序列与所述回波能量序列的皮尔逊相关系数，得到所述能量相关性。

12、进一步地，所述光子混杂系数的获取方法包括：

13、在所有所述深度监测图像中，获取相同位置的像素点间的像素值变异系数，并获取所有相同位置的像素点的中位像素值，获取所有相同位置的像素点的像素值与所述中位像素值的差值后求均值，得到像素偏差；

14、将所述像素值变异系数与所述像素偏差相乘，得到光子混杂系数。

15、进一步地，所述噪声显著系数的获取方法包括：

16、将所述光子混杂系数除以所述回波均匀系数，并进行归一化，得到所述噪声显著系数。

17、进一步地，所述噪声标记点的筛选方法包括：

18、在实时采样时刻采集的所述深度监测图像中，将所述噪声显著系数大于预设阈值的像素点作为噪声标记点。

19、进一步地，所述滤波方法包括：

20、在实时采样时刻采集的所述深度监测图像中，若所述噪声标记点的所述预设邻域内所述噪声标记点的数量大于等于预设数量时，则对所述噪声标记点及对应所述预设邻域内的所有所述噪声标记点进行高斯滤波，若所述噪声标记点的所述预设邻域内的所述噪声标记点的数量小于预设数量时，则对所述噪声标记点进行均值滤波。

21、进一步地，所述预设阈值为0.9。

22、进一步地，所述预设邻域为预设八邻域。

23、本发明提出一种基于光量子的火源监测预警系统，所述系统包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任意一项所述一种基于光量子的火源监测预警方法的步骤。

24、本发明具有如下有益效果：

25、本发明通过获取待监测时间段内所有采样时刻下光量子雷达对监测区域的深度监测图像；然后根据待监测时间段内发射波与回波的差异、及所有深度监测图像中相同位置像素点对应的回波时间之间的波动程度，获取所有深度监测图像中相同位置像素点对应位置的回波均匀系数；回波均匀系数反映了噪声对光量子雷达的发射及接收过程中的噪声干扰程度，也进一步从侧面反映了对深度监测图像像素值的干扰；然后根据相同位置像素点的像素值的波动，获取对应像素点位置的光子混杂系数，光子混杂系数更直观的在深度监测图像上体现了噪声对像素值的影响；结合回波均匀系数与光子混杂系数，获取噪声显著系数；然后在实时采样时刻采集的深度监测图像中，根据噪声显著系数筛选噪声标记点并进行相应滤波，噪声显著系数越大，则需要对其进行相应的滤波；然后在滤波后的深度监测图像中获取火源位置，进行火源监测预警。本发明通过分析噪声对深度监测图像的影响准确筛选出噪声标记点，对噪声标记点进行针对性滤波，以提高深度监测图像质量及火源检测的准确性。

技术特征：

1.一种基于光量子的火源监测预警方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于光量子的火源监测预警方法，其特征在于，所述回波均匀系数的获取方法包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于光量子的火源监测预警方法，其特征在于，所述发射波与回波的能量相关性的获取方法包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于光量子的火源监测预警方法，其特征在于，所述光子混杂系数的获取方法包括：

5.根据权利要求1所述的一种基于光量子的火源监测预警方法，其特征在于，所述噪声显著系数的获取方法包括：

6.根据权利要求1所述的一种基于光量子的火源监测预警方法，其特征在于，所述噪声标记点的筛选方法包括：

7.根据权利要求1所述的一种基于光量子的火源监测预警方法，其特征在于，所述滤波方法包括：

8.根据权利要求6所述的一种基于光量子的火源监测预警方法，其特征在于，所述预设阈值为0.9。

9.根据权利要求1所述的一种基于光量子的火源监测预警方法，其特征在于，所述预设邻域为预设八邻域。

10.一种基于光量子的火源监测预警系统，所述系统包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1~9任意一项所述一种基于光量子的火源监测预警方法的步骤。

技术总结
本发明涉及深度图像降噪技术领域，具体涉及一种基于光量子的火源监测预警方法及系统。该方法通过获取深度监测图像，然后根据待监测时间段内发射波与回波的差异、及所有深度监测图像中相同位置像素点回波时间的波动程度，获取所有深度监测图像中相同位置像素点对应位置的回波均匀系数；再根据相同位置像素点的像素值的波动，获取对应像素点的光子混杂系数；结合回波均匀系数与光子混杂系数，获取噪声显著系数；根据噪声显著系数筛选噪声标记点并滤波；滤波后获取火源位置，进行监测预警。本发明通过分析噪声对深度监测图像的影响准确筛选出噪声标记点，对噪声标记点进行针对性滤波，以提高深度监测图像质量及火源检测的准确性。

技术研发人员：周忠和,张凤阁,李伟利,许辉,彭月红
受保护的技术使用者：湖南省通晓信息科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15