的映射矩 陣，利用該映射矩陣可以將紅外圖像中的疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域集合映射到可見光圖像上。本 領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況以及森林火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的配置情況選取合適的預(yù)設(shè)算 法，本實(shí)施例不作具體限定。
[0035]需要說明的是，紅外圖像中的疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域可以為多個(gè)，所以對(duì)應(yīng)的可見光 圖像中的感興趣區(qū)域也可以為多個(gè)。
[0036]步驟140、對(duì)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)果確定當(dāng)前場(chǎng)景中是否存 在真實(shí)火點(diǎn)。
[0037] 示例性的，對(duì)可見光圖像中的感興趣區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行驗(yàn)證的方式可參照現(xiàn)有的 驗(yàn)證方式。例如，可對(duì)顏色特征、亮度分布特征以及運(yùn)動(dòng)特征等方面進(jìn)行驗(yàn)證。與現(xiàn)有的驗(yàn) 證方式的主要區(qū)別在于，現(xiàn)有的驗(yàn)證方式中，需要對(duì)整個(gè)可見光圖像進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)火點(diǎn)以及 背景都進(jìn)行同樣的處理，需要計(jì)算較大的數(shù)據(jù)量，效率較低;而本實(shí)施例中，僅對(duì)包含疑似 火點(diǎn)的感興趣區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行驗(yàn)證，大大減少了需要計(jì)算的數(shù)據(jù)量，提升效率，保證實(shí)時(shí) 性。
[0038] 本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于紅外-可見光圖像的雙光譜森林火情監(jiān)測(cè)方法，獲取 當(dāng)前場(chǎng)景的紅外圖像和可見光圖像后，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)域映射到所述可見光圖像中的相應(yīng)位置，得到可見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， 同遙感圖像與可見光圖像相結(jié)合的方式比，該方案的簡便性和實(shí)時(shí)性同樣也十分突出。 [0039] 實(shí)施例二
[0040]圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種基于紅外-可見光圖像的雙光譜森林火情監(jiān)測(cè) 方法的流程示意圖，本實(shí)施例以上述實(shí)施例為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化，尤其是采用矩形標(biāo)記圈定疑 似火點(diǎn)區(qū)域，并利用投票機(jī)制對(duì)多幀紅外圖像進(jìn)行處理，提高確定疑似火點(diǎn)矩形標(biāo)記區(qū)域 的準(zhǔn)確度，在兼顧到火點(diǎn)可能存在的小幅度搖曳運(yùn)動(dòng)的前提下，消除運(yùn)動(dòng)車燈等物體造成 的干擾。
[0041 ]具體的，本實(shí)施例的方法包括如下步驟：
[0042] 步驟210、獲取當(dāng)前場(chǎng)景的紅外圖像集合和可見光圖像，紅外圖像集合中包含η幀 對(duì)應(yīng)η個(gè)不同時(shí)刻的紅外圖像。
[0043] 步驟220、對(duì)于紅外圖像集合中的每一幀紅外圖像，根據(jù)亮度值分布特點(diǎn)將當(dāng)前紅 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)域圈定為矩形標(biāo)記 區(qū)域;將當(dāng)前紅外圖像中的矩形標(biāo)記區(qū)域內(nèi)的像素標(biāo)記為1，矩形標(biāo)記區(qū)域外的像素標(biāo)記為 0〇
[0044] 具體的，紅外圖像集合可記為{A1，Α2，Α3......An | η>0}，對(duì)于每幀紅外圖像Ai (0〈i〈 η)進(jìn)行標(biāo)記，將矩形標(biāo)記區(qū)域內(nèi)的像素標(biāo)記為I，矩形標(biāo)記區(qū)域外的像素標(biāo)記為0。
[0045]步驟230、統(tǒng)計(jì)在紅外圖像集合中的不同紅外圖像中的相同位置處的像素被標(biāo)記 為1的次數(shù)，采用投票機(jī)制將被標(biāo)記為1的次數(shù)不小于預(yù)設(shè)次數(shù)的像素記為1，其他像素記為 0,形成目標(biāo)二值圖像。
[0046]優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)次數(shù)為0.8η。
[0047]步驟240、對(duì)目標(biāo)二值圖像進(jìn)行輪廓提取，并采用矩形標(biāo)記圈定疑似火點(diǎn)矩形標(biāo)記 區(qū)域。
[0048]示例性的，執(zhí)行步驟210-步驟240的好處在于，對(duì)η幀紅外圖像得到的疑似火點(diǎn)矩 形標(biāo)記區(qū)域，采用像素級(jí)的投票機(jī)制作為最終的判別結(jié)果，可消除運(yùn)動(dòng)車燈等物體造成的 干擾，同時(shí)兼顧到火點(diǎn)可能存在的小幅度搖曳運(yùn)動(dòng)，最終得到準(zhǔn)確度更高的疑似火點(diǎn)矩形 標(biāo)記區(qū)域。
[0049] 步驟250、采用圖像變換模型將疑似火點(diǎn)矩形標(biāo)記區(qū)域映射到可見光圖像中的相 應(yīng)位置，得到可見光圖像中的感興趣區(qū)域。
[0050] 具體的，所述圖像變換模型具體為：
[0052] 其中，C1表示紅外相機(jī)，C2表示可見光相機(jī);1?為(：2相對(duì)于C 1的旋轉(zhuǎn)矩陣，t*C2相對(duì) 于心的位移向量；（m，V1)為空間點(diǎn)在紅外圖像中的坐標(biāo)，（U 2，V2)為所述空間點(diǎn)在可見光圖 像中的坐標(biāo);心為^的內(nèi)參數(shù)矩陣，1(2為(： 2的內(nèi)參數(shù)矩陣;Zcl為所述空間點(diǎn)到(^像平面的距 離，Zc2為所述空間點(diǎn)到&像平面的距離。
[0053] 示例性的，該模型給出了從不同視角獲取包含同一場(chǎng)景的兩幅圖像之間的幾何變 換關(guān)系，可稱之為基于攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的圖像變換模型。根據(jù)相機(jī)廠商提供的設(shè)備說明，獲 取可見光相機(jī)和紅外相機(jī)的內(nèi)參數(shù)信息，包括焦距、圖像中心坐標(biāo)、像元尺寸等，并將其作 為內(nèi)參數(shù)初始值，即矩陣Ki為和K 2。
[0054]上述模型公式中的旋轉(zhuǎn)矩陣R可以用3個(gè)歐拉角來表示，即繞X軸旋轉(zhuǎn)的角度α，繞Y 軸旋轉(zhuǎn)的角度β，繞Z軸旋轉(zhuǎn)的角度γ，R的表達(dá)式為
[0056] 上述模型公式中的平移向量t的表達(dá)式為t = [ti t2 t3]T。
[0057] 優(yōu)選的，在將疑似火點(diǎn)矩形標(biāo)記區(qū)域映射到可見光圖像中的相應(yīng)位置之前，可將 疑似火點(diǎn)矩形標(biāo)記區(qū)域的輪廓向外延拓預(yù)設(shè)數(shù)量的像素，形成最終疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域。隨 后，將最終疑似火點(diǎn)標(biāo)記區(qū)域映射到可見光圖像中的相應(yīng)位置，得到可見光圖像中的感興 趣區(qū)域。這樣做的好處在于，可以消除映射過程產(chǎn)生誤差而帶來的影響。需要說明的是，也 可在將疑似火點(diǎn)矩形標(biāo)記區(qū)域映射到可見光圖像中的相應(yīng)位置之后，得到初始感興趣區(qū) 域，再將初始感興趣區(qū)域輪廓向外延拓預(yù)設(shè)數(shù)量的像素，形成最終的感興趣區(qū)域，同樣可到 達(dá)消除誤差影響的效果。
[0058] 步驟260、對(duì)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)果確定當(dāng)前場(chǎng)景中是否存 在真實(shí)火點(diǎn)。
[0059] 具體的，本步驟可包括:將當(dāng)前感興趣區(qū)域與預(yù)設(shè)真火情顏色空間模型進(jìn)行匹配， 得到第一匹配度;將所述當(dāng)前感興趣區(qū)域與預(yù)設(shè)偽火情顏色空間模型進(jìn)行匹配，得到第二 匹配度;若第一匹配度高于第二匹配度，則確定當(dāng)前感興趣區(qū)域?yàn)橐伤苹瘘c(diǎn)區(qū)域;對(duì)可見光 圖像中的所有疑似火點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行驗(yàn)證，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)。
[0060] 示例性的，所述預(yù)設(shè)真火情顏色空間模型和預(yù)設(shè)偽火情顏色空間模型具體可為利 用混合高斯模型技術(shù)分別對(duì)真實(shí)著火點(diǎn)（如樹木、草原等)和干擾熱源(如車輛、燈光等)分 別進(jìn)行顏色空間建模而得到的。匹配度具體可用于衡量感興趣區(qū)域與預(yù)設(shè)真火情顏色空間 模型或預(yù)設(shè)偽火情顏色空間模型的接近程度，匹配度越高，則說明與相應(yīng)的模型越接近。當(dāng) 對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)真火情顏色空間模型的第一匹配度高于對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)偽火情顏色空間模型的第 二匹配度時(shí)，說明當(dāng)前感興趣區(qū)域更接近預(yù)設(shè)真火情顏色空間模型，則可確定當(dāng)前感興趣 區(qū)域?yàn)橐伤苹瘘c(diǎn)區(qū)域。
[0061] 隨后，對(duì)可見光圖像中的所有疑似火點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行驗(yàn)證，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)。例如，可進(jìn)行亮度分布檢測(cè)和運(yùn)動(dòng)特征檢測(cè)等。在進(jìn)行亮度分布檢 測(cè)時(shí)，可分析火焰像素亮度的分布規(guī)律，由內(nèi)焰的燃燒中心點(diǎn)到外焰邊緣，由于燃燒溫度的 差異，顏色亮度會(huì)逐層遞減，利用亮度直方圖統(tǒng)計(jì)灰度變化規(guī)律，并對(duì)疑似火點(diǎn)進(jìn)行篩選； 在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)特征檢測(cè)時(shí)，可利用高斯混合模型(Gaussian Mixture Model，GMM;又稱混合高 斯模型)背景建模技術(shù)進(jìn)行疑似火點(diǎn)篩選，以進(jìn)一步消除運(yùn)動(dòng)車燈等物體造成的干擾，同時(shí) 兼顧到火點(diǎn)可能存在的小幅度搖曳運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)特征檢測(cè)時(shí)同樣需要多幀可見光圖像，優(yōu)選 的，在獲取當(dāng)前場(chǎng)景的紅外圖像集合時(shí)，同樣獲取可見光圖像集合。
[0062] 本發(fā)明實(shí)施例二在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，采用矩形標(biāo)記圈定疑似火點(diǎn)區(qū)域，并利用 投票機(jī)制對(duì)多幀紅外圖像進(jìn)行處理，提高確定疑似火點(diǎn)矩形標(biāo)記區(qū)域的準(zhǔn)確度，在兼顧到 火點(diǎn)可能存在的小幅度搖曳運(yùn)動(dòng)的前提下，消除運(yùn)動(dòng)車燈等物體造成的干擾，可進(jìn)一步提 高火情監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度。并且，消除運(yùn)動(dòng)車燈等物體干擾后，疑似火點(diǎn)矩形標(biāo)記區(qū)域的總面積 也會(huì)相應(yīng)減少，從而使感興趣區(qū)域的總面積減少，可進(jìn)一步減少計(jì)算量，提升效率，保證火 情監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性。
[0063] 實(shí)施例三
[0064]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-可見光圖像的雙光譜森林火 情監(jiān)測(cè)方法的流程示意圖，如圖3所示，該方法具體包括如下步驟：
[0065] 步驟310、球臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到當(dāng)前預(yù)置位。
[0066]步驟320、獲取當(dāng)前預(yù)置位對(duì)應(yīng)的當(dāng)前場(chǎng)景的紅外圖像和可見光圖像。
[0067]步驟330、運(yùn)行紅外熱點(diǎn)檢測(cè)算法，判斷是否能夠得出疑似火點(diǎn)矩形標(biāo)記區(qū)域，若 是，則執(zhí)行步驟350;否則，執(zhí)行步驟340。
[0068]進(jìn)一步的，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，如圖