基于图像分析的气候危情报警平台制造技术

本发明专利技术涉及一种基于图像分析的城市危情报警平台，包括：图像明度检测设备，用于接收时间上连续的多帧监控地区图像，将时间上连续的多帧监控地区图像中的第一帧图像作为待处理图像；点阵摄像设备，设置在监控飞机上，用于获得时间上连续的多帧监控地区图像，并输出所述时间上连续的多帧监控地区图像；锐化处理设备，用于在接收到低明度图像时，提高对所述时间上连续的多帧监控地区图像执行锐化处理的强度。通过本发明专利技术，能够有效分析出沙尘暴的行进方向，以便于实施相应的城市危情报警。

Platform for weather risk alarming based on image analysis

The invention relates to an urban dangerous information alarm platform based on image analysis, which comprises an image luminosity detection device for receiving a time-continuous multi-frame surveillance area image, a time-continuous multi-frame surveillance area image of the first frame of the image as the image to be processed, and a dot-matrix camera device, which is arranged on a surveillance aircraft. A sharpening processing device is used to enhance the intensity of sharpening processing of a time-continuous multi-frame monitoring area image when receiving a low-brightness image. The method can effectively analyze the direction of the sand-dust storm and facilitate the implementation of the corresponding urban dangerous information alarm.

【技术实现步骤摘要】
基于图像分析的气候危情报警平台
本专利技术涉及气象监控领域，尤其涉及一种基于图像分析的气候危情报警平台。
技术介绍
强风、强热力不稳定和沙源分别作为动力因子和物质基础，是沙尘暴形成的三个重要条件。有利于产生大风或强风的天气形势，有利的沙、尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形成的主要原因。强风是沙尘暴产生的动力，沙、尘源是沙尘暴物质基础，不稳定的热力条件是利于风力加大、强对流发展，从而夹带更多的沙尘，并卷扬得更高。除此之外，前期干旱少雨，天气变暖，气温回升，是沙尘暴形成的特殊的天气背景；地面冷锋前对流单体发展成云团或飑线是有利于沙尘暴发展并加强的中小尺度系统；有利于风速加大的地形条件即狭管作用，是沙尘暴形成的有利条件之一。当前对沙尘暴的检测，难点在于无法确定沙尘暴的行进方向，这样，无法进一步地根据沙尘暴的行进方向确定附近需要预警的城市。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于图像分析的城市危情报警平台，采用定制的图像采集处理模式，以适合沙尘暴所在的复杂环境，对识别到的沙尘暴分区域进行提取，以获得并输出对应的多个沙尘暴分区域，并基于时间上连续的多帧图像分别对应的多个沙尘暴区域确定沙尘暴行进方向，以在沙尘暴行进方向指向附近城市时，进行沙尘暴预警操作。更具体地，本专利技术涉及以下两个关键专利技术点：(1)基于时间上连续的多帧待识别图像分别对应的多个沙尘暴区域确定沙尘暴行进方向，提高了沙尘暴行进方向测量的精度，并基于确定的沙尘暴行进方向进行相应的紧急报警操作，从而为附近城市对沙尘暴的防控节省了应对反应时间；(2)根据图像像素点像素值中，L数值相对于A数值和B数值的变化规律，确定相应的图像明度，从而提高了图像明度分析机制的精度，同时，还采用了预先压缩数据的方式，减少了图像数据的运算量，以及根据当前采用的不同的照明源类型，改变相应的锐化方案，从而保证锐化后的图像的可辨识度。根据本专利技术的一方面，提供了一种基于图像分析的城市危情报警平台，所述平台包括：图像明度检测设备，与点阵摄像设备连接，用于接收时间上连续的多帧监控地区图像，将时间上连续的多帧监控地区图像中的第一帧图像作为待处理图像，其中，所述图像明度检测设备对所述待处理图像中的每一个像素点的A、L、B数值进行归一化处理，以将所述待处理图像中的每一个像素点的A、L、B数值都归一化调整到0到1的数值区间内，以获得并输出调整后A数值、调整后L数值和调整后B数值，针对每一个像素点，将1减去调整后L数值以获得第一提取数据，将1减去调整后A数值以获得第二提取数据，将1减去调整后B数值以获得第三提取数据，将所述第二提取数据和所述第三提取数据的乘积除以所述第一提取数据以获得数据运算结果；其中，所述图像明度检测设备还用于取各个像素点的数据运算结果的平均值以作为比较因子，当所述比较因子低于预设比例阈值时，确定所述待处理图像为高明度图像，当所述比较因子高于等于预设比例阈值时，确定所述待处理图像为低明度图像；点阵摄像设备，设置在监控飞机上，用于对监控地区的当前场景进行拍摄，以获得时间上连续的多帧监控地区图像，并输出所述时间上连续的多帧监控地区图像；锐化处理设备，分别与所述点阵摄像设备和所述图像明度检测设备连接，用于接收所述比较因子和所述时间上连续的多帧监控地区图像，还用于在接收到所述高明度图像时，保持对所述时间上连续的多帧监控地区图像执行锐化处理的强度不变，还用于在接收到所述低明度图像时，提高对所述时间上连续的多帧监控地区图像执行锐化处理的强度，所述提高的强度与比较因子成正比，所述锐化处理设备将经过锐化处理后的多帧监控地区图像作为多帧锐化图像输出；区域获取设备，与所述锐化处理设备连接，用于接收多帧锐化图像，还用于对锐化图像中的每一个像素点执行以下操作：判断所述像素点的像素值距离其周围像素点像素值均值的差，当所述差大于等于预设差值时，确定所述像素点为轨迹像素点；所述区域获取设备将所述锐化图像中的所有轨迹像素点形成的区域作为目标区域输出，以输出与多帧锐化图像分别对应的多个目标区域；数据提取设备，与所述区域获取设备连接，用于接收每一帧目标区域，并对每一帧目标区域执行基于预设沙尘暴上限灰度阈值和预设沙尘暴下限灰度阈值的沙尘暴分区域的提取，以获得并输出对应的多个沙尘暴分区域；图像接收设备，设置在监控飞机上，用于获取时间上连续的多帧锐化图像，以及获取每一帧锐化图像内的多个沙尘暴分区域；图像整合设备，设置在监控飞机上，与所述图像接收设备连接，用于针对每一帧锐化图像执行以下操作：基于该帧对应的多个沙尘暴子图像拟合出内部连通的沙尘暴区域。附图说明以下将结合附图对本专利技术的实施方案进行描述，其中：图1为根据本专利技术实施方案示出的基于图像分析的城市危情报警平台的机拍固定设备的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图对本专利技术的基于图像分析的城市危情报警平台的实施方案进行详细说明。为了克服上述不足，本专利技术搭建了一种基于图像分析的城市危情报警平台，能够准确分析出沙尘暴的行进方向。根据本专利技术实施方案的基于图像分析的城市危情报警平台包括：机拍固定设备，如图1所示，设置在监控飞机上，用于将点阵摄像设备固定到监控飞机上；图像明度检测设备，与点阵摄像设备连接，用于接收时间上连续的多帧监控地区图像，将时间上连续的多帧监控地区图像中的第一帧图像作为待处理图像；其中，所述图像明度检测设备对所述待处理图像中的每一个像素点的A、L、B数值进行归一化处理，以将所述待处理图像中的每一个像素点的A、L、B数值都归一化调整到0到1的数值区间内，以获得并输出调整后A数值、调整后L数值和调整后B数值，针对每一个像素点，将1减去调整后L数值以获得第一提取数据，将1减去调整后A数值以获得第二提取数据，将1减去调整后B数值以获得第三提取数据，将所述第二提取数据和所述第三提取数据的乘积除以所述第一提取数据以获得数据运算结果；其中，所述图像明度检测设备还用于取各个像素点的数据运算结果的平均值以作为比较因子，当所述比较因子低于预设比例阈值时，确定所述待处理图像为高明度图像，当所述比较因子高于等于预设比例阈值时，确定所述待处理图像为低明度图像。点阵摄像设备，设置在监控飞机上，用于对监控地区的当前场景进行拍摄，以获得时间上连续的多帧监控地区图像，并输出所述时间上连续的多帧监控地区图像；锐化处理设备，分别与所述点阵摄像设备和所述图像明度检测设备连接，用于接收所述比较因子和所述时间上连续的多帧监控地区图像，还用于在接收到所述高明度图像时，保持对所述时间上连续的多帧监控地区图像执行锐化处理的强度不变，还用于在接收到所述低明度图像时，提高对所述时间上连续的多帧监控地区图像执行锐化处理的强度，所述提高的强度与比较因子成正比，所述锐化处理设备将经过锐化处理后的多帧监控地区图像作为多帧锐化图像输出；区域获取设备，与所述锐化处理设备连接，用于接收多帧锐化图像，还用于对锐化图像中的每一个像素点执行以下操作：判断所述像素点的像素值距离其周围像素点像素值均值的差，当所述差大于等于预设差值时，确定所述像素点为轨迹像素点；所述区域获取设备将所述锐化图像中的所有轨迹像素点形成的区域作为目标区域输出，以输出与多帧锐化图像分别对应的多个目标区域；数据提取设备，与所述区域获取设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像分析的城市危情报警平台，所述平台包括：图像明度检测设备，与点阵摄像设备连接，用于接收时间上连续的多帧监控地区图像，将时间上连续的多帧监控地区图像中的第一帧图像作为待处理图像；其中，所述图像明度检测设备对所述待处理图像中的每一个像素点的A、L、B数值进行归一化处理，以将所述待处理图像中的每一个像素点的A、L、B数值都归一化调整到0到1的数值区间内，以获得并输出调整后A数值、调整后L数值和调整后B数值，针对每一个像素点，将1减去调整后L数值以获得第一提取数据，将1减去调整后A数值以获得第二提取数据，将1减去调整后B数值以获得第三提取数据，将所述第二提取数据和所述第三提取数据的乘积除以所述第一提取数据以获得数据运算结果；其中，所述图像明度检测设备还用于取各个像素点的数据运算结果的平均值以作为比较因子，当所述比较因子低于预设比例阈值时，确定所述待处理图像为高明度图像，当所述比较因子高于等于预设比例阈值时，确定所述待处理图像为低明度图像。点阵摄像设备，设置在监控飞机上，用于对监控地区的当前场景进行拍摄，以获得时间上连续的多帧监控地区图像，并输出所述时间上连续的多帧监控地区图像；锐化处理设备，分别与所述点阵摄像设备和所述图像明度检测设备连接，用于接收所述比较因子和所述时间上连续的多帧监控地区图像，还用于在接收到所述高明度图像时，保持对所述时间上连续的多帧监控地区图像执行锐化处理的强度不变，还用于在接收到所述低明度图像时，提高对所述时间上连续的多帧监控地区图像执行锐化处理的强度，所述提高的强度与比较因子成正比，所述锐化处理设备将经过锐化处理后的多帧监控地区图像作为多帧锐化图像输出；区域获取设备，与所述锐化处理设备连接，用于接收多帧锐化图像，还用于对锐化图像中的每一个像素点执行以下操作：判断所述像素点的像素值距离其周围像素点像素值均值的差，当所述差大于等于预设差值时，确定所述像素点为轨迹像素点；所述区域获取设备将所述锐化图像中的所有轨迹像素点形成的区域作为目标区域输出，以输出与多帧锐化图像分别对应的多个目标区域；数据提取设备，与所述区域获取设备连接，用于接收每一帧目标区域，并对每一帧目标区域执行基于预设沙尘暴上限灰度阈值和预设沙尘暴下限灰度阈值的沙尘暴分区域的提取，以获得并输出对应的多个沙尘暴分区域；图像接收设备，设置在监控飞机上，用于获取时间上连续的多帧锐化图像，以及获取每一帧锐化图像内的多个沙尘暴分区域；图像整合设备，设置在监控飞机上，与所述图像接收设备连接，用于针对每一帧锐化图像执行以下操作：基于该帧对应的多个沙尘暴子图像拟合出内部连通的沙尘暴区域；沙尘暴分析设备，设置在监控飞机上，与所述图像整合设备连接，用于基于时间上连续的多帧锐化图像分别对应的多个沙尘暴区域确定沙尘暴行进方向；其中，在所述沙尘暴分析设备中，基于时间上连续的多帧锐化图像分别对应的多个沙尘暴区域确定沙尘暴行进方向包括：将所述多个沙尘暴区域进行叠加以获得叠加区域，确定所述叠加区域中各个边缘子区域内属于最近一帧锐化图像对应的沙尘暴区域的像素点的数量，将像素点数量最多的边缘子区域对应的方向作为所述沙尘暴行进方向；飞行控制设备，与所述沙尘暴分析设备连接，用于接收所述沙尘暴行进方向，并基于所述沙尘暴行进方向控制所述监控飞机以根据所述沙尘暴行进方向飞行，从而实现对沙尘暴的跟踪；紧急报警设备，与所述沙尘暴分析设备连接，用于接收所述沙尘暴行进方向，基于内置电子地图确定所述沙尘暴行进方向是否指向附近城市，并在所述沙尘暴行进方向是否指向附近城市时，发出紧急报警信号。...

【技术特征摘要】
1.一种基于图像分析的城市危情报警平台，所述平台包括：图像明度检测设备，与点阵摄像设备连接，用于接收时间上连续的多帧监控地区图像，将时间上连续的多帧监控地区图像中的第一帧图像作为待处理图像；其中，所述图像明度检测设备对所述待处理图像中的每一个像素点的A、L、B数值进行归一化处理，以将所述待处理图像中的每一个像素点的A、L、B数值都归一化调整到0到1的数值区间内，以获得并输出调整后A数值、调整后L数值和调整后B数值，针对每一个像素点，将1减去调整后L数值以获得第一提取数据，将1减去调整后A数值以获得第二提取数据，将1减去调整后B数值以获得第三提取数据，将所述第二提取数据和所述第三提取数据的乘积除以所述第一提取数据以获得数据运算结果；其中，所述图像明度检测设备还用于取各个像素点的数据运算结果的平均值以作为比较因子，当所述比较因子低于预设比例阈值时，确定所述待处理图像为高明度图像，当所述比较因子高于等于预设比例阈值时，确定所述待处理图像为低明度图像。点阵摄像设备，设置在监控飞机上，用于对监控地区的当前场景进行拍摄，以获得时间上连续的多帧监控地区图像，并输出所述时间上连续的多帧监控地区图像；锐化处理设备，分别与所述点阵摄像设备和所述图像明度检测设备连接，用于接收所述比较因子和所述时间上连续的多帧监控地区图像，还用于在接收到所述高明度图像时，保持对所述时间上连续的多帧监控地区图像执行锐化处理的强度不变，还用于在接收到所述低明度图像时，提高对所述时间上连续的多帧监控地区图像执行锐化处理的强度，所述提高的强度与比较因子成正比，所述锐化处理设备将经过锐化处理后的多帧监控地区图像作为多帧锐化图像输出；区域获取设备，与所述锐化处理设备连接，用于接收多帧锐化图像，还用于对锐化图像中的每一个像素点执行以下操作：判断所述像素点的像素值距离其周围像素点像素值均值的差，当所述差大于等于预设差值时，确定所述像素点为轨迹像素点；所述区域获取设备将所述锐化图像中的所有轨迹像素点形成的区域作为目标区域输出，以输出与多帧锐化图像分别对应的多个目标区域；数据提取设备，与所述区域获取设备连接，用于接收每一帧目标区域，并对每一帧目标区域执行基于预设沙尘暴上限灰度阈值和预设沙尘暴下限灰度阈值的沙尘暴分区域的提取，以获得并输出对应的多个沙尘暴分区域；图像接收设备，设置在监控飞机上，用于获取时间上连续的多帧锐化图像，以及获取每一帧锐化图像内的多个沙尘暴分区域；图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹婷，
申请(专利权)人：曹婷，
类型：发明
国别省市：江苏,32