火焰特征提取

火焰特征提取

(1)相关性
在火焰序列图像中,火焰区域在几何上具有连续性,在时间上具有相关性。相邻两帧之间的相关性一般都比较大。相关性反映两窗口内图象强度分布的表面起伏特征是否相似。由于火焰的无规则运动,致使相邻两帧图像中火焰区域的相关性在一定范围内波动。式为相关性系数计算公式。相关性可排除颜色均匀的干扰物,如红色衣服的晃动等。
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其中r表示两幅图像的相关性,A拔和B拔表示亮度均值。Amn和Bmn表示图像的m行n列处的像素值。

(2)面积变化率
由于火灾火焰的闪烁,导致可疑火焰区域的面积大小会持续地改变。而非火焰区域的面积随机变化的可能性较小。面积变化率计算公式如所示。面积变化率可排除快速移动及闪烁的物体,如行驶中的车灯,警灯。
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Ai、Ai-1表示相邻两帧图像中同一着火区域的面积,pusai表示面积的变化率。
(3)面积重叠率
由于火焰燃烧时在一段时间内不停抖动,但是主体火焰部分保持相对稳定,在连续两帧的分割结果中会有一部分火焰重叠区域。面积重叠率计算公式如所示。用面积重叠率可以排除疑似的移动中的灯等干扰物。
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(4)火焰质心偏移距离
随着旧的燃烧物燃尽和新的燃烧物被点燃,火焰位置不断移动,但这种移动是非跳跃的,而是整体上连续移动的。火焰满足运动的相对稳定性,可以通过计算火焰质心来描述火焰的整体移动。
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表示相邻两帧同一疑似区域的形心坐标,
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表示相邻两帧疑似区域的形心位移。
(3)火焰的红绿分量比
火焰红绿分量(R)和蓝色分量(B)或者绿色分量(G)强度值在图像中的比例在一定的范围内,这些特征在本文中绿红分量面积比例作为火焰特征。
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SR和SG分别表示分割出来的疑似区域的红色分量和绿色分量的面积,Z表示两个面积之比。
(4)平均亮度
火焰区域平均亮度较高,可以作为火焰区别于诸如行人等干扰的又一特征。在 YUV 空间,图像的 Y 分量图像中可疑区域内的平均亮度值也作为火焰的特征之一。