基于紅外-可見(jiàn)光圖像的雙光譜森林火情監(jiān)測(cè)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明實(shí)施例涉及移動(dòng)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于紅外-可見(jiàn)光圖像的雙 光譜森林火情監(jiān)測(cè)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 森林火災(zāi)是一種突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大、處置救助較為困難的自然災(zāi)害。因此，在林 火險(xiǎn)情監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)中，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情的及時(shí)性和準(zhǔn)確性尤為重要，能夠使相關(guān)工作人員盡快采取 搶救措施，最大限度的降低森林火災(zāi)的損失。
[0003] 目前，云臺(tái)定點(diǎn)觀測(cè)是我國(guó)采用的主要林火檢測(cè)手段，為了節(jié)省人力，通常采用視 頻圖像自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)森林火情。常見(jiàn)的視頻圖像自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)包括基于可見(jiàn)光圖像 的火點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)和基于遙感圖像的火點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)。其中，基于可見(jiàn)光圖像的火點(diǎn)檢測(cè)算法 中，利用了火焰的可見(jiàn)光光譜特征(如顏色特征、紋理特征和運(yùn)動(dòng)特征等），難以濾除外觀與 火焰相似度高的物體(如飄揚(yáng)的紅旗及燈光等），報(bào)警準(zhǔn)確率低，且算法中火點(diǎn)與背景進(jìn)行 同樣處理，需要計(jì)算較大的數(shù)據(jù)量，效率較低，尤其不適用于在遠(yuǎn)距離以及低照度環(huán)境下的 檢測(cè)?；谶b感圖像的火點(diǎn)檢測(cè)算法中，主要是利用特定衛(wèi)星的某些波段經(jīng)過(guò)不同方式的 偽彩色合成、波段代數(shù)運(yùn)算后閾值化得到火點(diǎn)位置，通常需要人工交互處理;此外，遙感數(shù) 據(jù)為地面站接收、解析、處理并分發(fā)出來(lái)的，并且遙感圖像分辨率低，發(fā)現(xiàn)火點(diǎn)時(shí)地面可能 已經(jīng)成災(zāi)，因此實(shí)時(shí)性方面較為遜色。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種基于紅外-可見(jiàn)光圖像的雙光譜森林火情監(jiān)測(cè)方 法及裝置，以解決現(xiàn)有的森林火情監(jiān)測(cè)方案準(zhǔn)確度低且實(shí)時(shí)性差的問(wèn)題。
[0005] -方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于紅外-可見(jiàn)光圖像的雙光譜森林火情監(jiān)測(cè) 方法，包括：
[0006] 獲取當(dāng)前場(chǎng)景的紅外圖像和可見(jiàn)光圖像；
[0007] 確定所述紅外圖像中的疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域；
[0008] 將所述疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域映射到所述可見(jiàn)光圖像中的相應(yīng)位置，得到所述可見(jiàn)光 圖像中的感興趣區(qū)域；
[0009] 對(duì)所述感興趣區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果確定所述當(dāng)前場(chǎng)景中是否存 在真實(shí)火點(diǎn)。
[0010] 另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于紅外-可見(jiàn)光圖像的雙光譜森林火情監(jiān) 測(cè)裝置，包括：
[0011] 圖像獲取模塊，用于獲取當(dāng)前場(chǎng)景的紅外圖像和可見(jiàn)光圖像；
[0012] 疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域確定模塊，用于確定所述紅外圖像中的疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域；
[0013] 映射模塊，用于將所述疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域映射到所述可見(jiàn)光圖像中的相應(yīng)位置， 得到所述可見(jiàn)光圖像中的感興趣區(qū)域；
[0014] 真實(shí)火點(diǎn)確定模塊，用于對(duì)所述感興趣區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果確 定所述當(dāng)前場(chǎng)景中是否存在真實(shí)火點(diǎn)。
[0015] 本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種基于紅外-可見(jiàn)光圖像的雙光譜森林火情監(jiān)測(cè)方案， 獲取當(dāng)前場(chǎng)景的紅外圖像和可見(jiàn)光圖像后，先確定紅外圖像中的疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域，再將 疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域映射到所述可見(jiàn)光圖像中的相應(yīng)位置，得到可見(jiàn)光圖像中的感興趣區(qū) 域，并對(duì)感興趣區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行驗(yàn)證，最后根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果確定當(dāng)前場(chǎng)景中是否存在真實(shí) 火點(diǎn)。通過(guò)采用上述技術(shù)方案，將紅外圖像檢測(cè)識(shí)別優(yōu)勢(shì)與可見(jiàn)光圖像檢測(cè)識(shí)別優(yōu)勢(shì)進(jìn)行 結(jié)合，先根據(jù)紅外圖像的成像特征確定疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域，再將疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域映射到 可見(jiàn)光圖像中，可消除外觀與火焰相似度高但輻射能量與火焰不同的物體對(duì)判斷結(jié)果的干 擾，提升準(zhǔn)確度。并且，在可見(jiàn)光圖像中僅對(duì)感興趣區(qū)域中的圖像進(jìn)行驗(yàn)證，避免了在夜間 場(chǎng)景下的林區(qū)圖像中亮度低的背景占了絕大部分、所有像素參與計(jì)算浪費(fèi)大量資源的缺 陷，可減少計(jì)算量，提升效率，保證火情監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性。此外，上述技術(shù)方案既能夠克服單可 見(jiàn)光火點(diǎn)識(shí)別算法在遠(yuǎn)距離、低照度環(huán)境下的不足，也適用于大范圍搜索火點(diǎn)及近距離監(jiān) 測(cè)火情，同遙感圖像與可見(jiàn)光圖像相結(jié)合的方式比，該方案的簡(jiǎn)便性和實(shí)時(shí)性同樣也十分 突出。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種基于紅外-可見(jiàn)光圖像的雙光譜森林火情監(jiān)測(cè) 方法的流程示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種基于紅外-可見(jiàn)光圖像的雙光譜森林火情監(jiān)測(cè) 方法的流程示意圖；
[0018] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種優(yōu)選的基于紅外-可見(jiàn)光圖像的雙光譜森林火 情監(jiān)測(cè)方法的流程示意圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種紅外熱點(diǎn)檢測(cè)算法流程示意圖；
[0020] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種可見(jiàn)光疑似火點(diǎn)驗(yàn)證算法流程示意圖；
[0021] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種基于紅外-可見(jiàn)光圖像的雙光譜森林火情監(jiān)測(cè) 裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖并通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案?？梢岳斫獾?是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明 的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0023] 在更加詳細(xì)地討論示例性實(shí)施例之前應(yīng)當(dāng)提到的是，一些示例性實(shí)施例被描述成 作為流程圖描繪的處理或方法。雖然流程圖將各步驟描述成順序的處理，但是其中的許多 步驟可以被并行地、并發(fā)地或者同時(shí)實(shí)施。此外，各步驟的順序可以被重新安排。當(dāng)其操作 完成時(shí)所述處理可以被終止，但是還可以具有未包括在附圖中的附加步驟。所述處理可以 對(duì)應(yīng)于方法、函數(shù)、規(guī)程、子例程、子程序等等。
[0024] 實(shí)施例一
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種基于紅外-可見(jiàn)光圖像的雙光譜森林火情監(jiān)測(cè) 方法的流程示意圖，該方法可以由基于紅外-可見(jiàn)光圖像的雙光譜森林火情監(jiān)測(cè)裝置執(zhí)行， 其中該裝置可由軟件和/或硬件實(shí)現(xiàn)，一般可集成在森林火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。如圖1所示，該方 法包括：
[0026] 步驟110、獲取當(dāng)前場(chǎng)景的紅外圖像和可見(jiàn)光圖像。
[0027] 示例性的，所述森林火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可包括球臺(tái)（又稱(chēng)云臺(tái)）、紅外相機(jī)和可見(jiàn)光相 機(jī)，還可包括球機(jī)控制設(shè)備。在開(kāi)始監(jiān)測(cè)前，需要合理設(shè)置球臺(tái)的巡航方式及預(yù)置位，以覆 蓋所有待監(jiān)測(cè)區(qū)域，在球臺(tái)上安裝紅外相機(jī)和可見(jiàn)光相機(jī)，并對(duì)紅外相機(jī)和可見(jiàn)光相機(jī)的 位置以及各項(xiàng)參數(shù)等進(jìn)行調(diào)整。上述準(zhǔn)備工作完畢后，可由球機(jī)控制設(shè)備控制球臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到 預(yù)置位位置，實(shí)時(shí)獲取紅外相機(jī)和可見(jiàn)光相機(jī)的數(shù)據(jù)，即本步驟中的獲取當(dāng)前場(chǎng)景的紅外 圖像和可見(jiàn)光圖像。
[0028] 需要說(shuō)明的是，紅外相機(jī)的取景范圍大小與可見(jiàn)光相機(jī)的取景范圍大小可相同也 可不同。如果不同，優(yōu)選的，可見(jiàn)光相機(jī)的取景范圍大于紅外相機(jī)的取景范圍。也就是說(shuō)，可 見(jiàn)光圖像中包含紅外圖像中的所有景象，還可包含紅外圖像中不存在的其他景象。
[0029]步驟120、確定紅外圖像中的疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域。
[0030] 紅外圖像的成像特點(diǎn)是可反映不同物體向外輻射能量的差異，也即可反映物體的 熱量特征。示例性的，因?yàn)槲矬w的熱量特征能夠以紅外圖像中的亮度值進(jìn)行衡量，熱量較高 的物體在紅外圖像中的亮度值較高，而熱量較低的物體在紅外圖像中的亮度值較低，所以 可根據(jù)紅外圖像中的亮度值分布特點(diǎn)來(lái)初步挑選出符合火焰的熱量特征的區(qū)域，從而確定 紅外圖像中的疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域。疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域中包含了疑似火點(diǎn)的景物。
[0031] 示例性的，所述疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域的形狀和大小不作具體限定，可預(yù)先進(jìn)行設(shè)置， 也可根據(jù)實(shí)際的亮度值分布特點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。優(yōu)選的，為了分析方便，所述疑似火點(diǎn)標(biāo)記 區(qū)域具體可為疑似火點(diǎn)矩形標(biāo)記區(qū)域。
[0032] 進(jìn)一步的，本步驟可優(yōu)選為:根據(jù)紅外圖像中的亮度值分布特點(diǎn)將紅外圖像分割 成多個(gè)區(qū)域，采用矩形標(biāo)記將亮度值高于預(yù)設(shè)亮度閾值的區(qū)域圈定為疑似火點(diǎn)矩形標(biāo)記區(qū) 域。示例性的，進(jìn)行區(qū)域分割時(shí)，可將亮度值較為接近的像素分割到同一個(gè)區(qū)域中，詳盡的 分割方式此處不作限定。在采用矩形標(biāo)記圈定疑似火點(diǎn)矩形標(biāo)記區(qū)域時(shí)，可計(jì)算當(dāng)前區(qū)域 中亮度值的平均值是否高于預(yù)設(shè)亮度閾值，若是，則將當(dāng)前區(qū)域圈定為疑似火點(diǎn)矩形標(biāo)記 區(qū)域。
[0033] 步驟130、將疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域映射到可見(jiàn)光圖像中的相應(yīng)位置，得到可見(jiàn)光圖像 中的感興趣區(qū)域。
[0034] 示例性的，紅外圖像和可見(jiàn)光圖像同時(shí)包含了當(dāng)前場(chǎng)景，所以從紅外圖像中確定 的疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域中包含的景物也同樣存在于可見(jiàn)光圖像中。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例 中將疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域映射到可見(jiàn)光圖像中的相應(yīng)位置是指，將疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域的邊界 映射到可見(jiàn)光圖像的相應(yīng)位置，而非將疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域中包含的圖像內(nèi)容復(fù)制到可見(jiàn)光 圖像的相應(yīng)位置。根據(jù)預(yù)設(shè)算法將紅外圖像中的疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域映射到可見(jiàn)光圖像中的 相應(yīng)位置，得到可見(jiàn)光圖像中的感興趣區(qū)域(region of interest，R0I)，所以感興趣區(qū)域 中同樣包含疑似火點(diǎn)的景物，該疑似火點(diǎn)的景物在可見(jiàn)光圖像中的分辨率更高，更有利于 做進(jìn)一步的是否為真實(shí)火點(diǎn)的驗(yàn)證。需要說(shuō)明的是，所述預(yù)設(shè)算法不是唯一的，例如，可參 照紅外-可見(jiàn)光相機(jī)聯(lián)合標(biāo)定技術(shù)，得到紅外圖像與可見(jiàn)光圖像之間像素級(jí)對(duì)應(yīng)