民用爆破中基于火光和烟尘的爆破时刻确认方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种民用爆破中基于火光和烟尘的爆破时刻确认方法及系统，所述方法包括获取第一图像数据，并生成第一图像数据中各帧的灰度直方图，其中第一图像数据为爆破前第一预设时间间隔内的图像数据；根据第一图像数据中各帧的灰度直方图生成背景图像的灰度直方图；获取第二图像数据，并生成第二图像数据中各帧的灰度直方图，然后逐帧执行烟尘跟踪子步骤和亮光跟踪子步骤，其中第二图像数据为爆破过程的图像数据；确定出爆破时刻帧图像。本发明专利技术实现了对无爆炸部分引起烟尘变化的跟踪检测和对有爆炸部分引起火光变化的跟踪检测，从大量爆炸图像数据中定位出爆破时刻帧图像，实现了爆炸点高效且便捷的检测。现了爆炸点高效且便捷的检测。现了爆炸点高效且便捷的检测。

【技术实现步骤摘要】
民用爆破中基于火光和烟尘的爆破时刻确认方法及系统


[0001]本专利技术属于爆破分析
，具体涉及一种民用爆破中基于火光和烟尘的爆破时刻确认方法及系统。

技术介绍

[0002]在民用爆破场景中，炸药在接收到爆破指令后会经过一定的延迟，然后定时爆炸。在对爆破过程的爆炸状态进行分析时，通常需要对炸药的爆炸时刻是否准确以及爆炸时的各项参数指标是否符合要求等进行分析，因此需要对爆破过程中的爆炸前后时刻进行录像。
[0003]目前，一般使用高速相机对爆炸前后兴趣时刻进行录像和存储，然后对存储的录像进行事后分析和研判。在进行事后分析和研判时，需要人工干预地在存储下来的大量图像数据中查找出爆破过程中的爆破时刻帧图像，即从录像数据中定位出准确的爆炸点，耗时且费力。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的一项或多项不足，提供一种民用爆破中基于火光和烟尘的爆破时刻确认方法及系统。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术的第一方面提供了一种民用爆破中基于火光和烟尘的爆破时刻确认方法，包括如下步骤：S1、获取第一图像数据，并生成第一图像数据中各帧的灰度直方图，其中第一图像数据为爆破前第一预设时间间隔内的图像数据；S2、基于预设的背景图像生成算法，根据第一图像数据中各帧的灰度直方图生成背景图像的灰度直方图；S3、获取第二图像数据，并生成第二图像数据中各帧的灰度直方图，然后逐帧执行烟尘跟踪子步骤和亮光跟踪子步骤，其中第二图像数据为爆破过程的图像数据；所述烟尘跟踪子步骤具体为：计算背景图像的灰度直方图和当前帧的灰度直方图在各个灰度级的像素数量的差值，确定出目标灰度级，所述目标灰度级为所有差值中绝对值最大的差值所对应的灰度级；根据目标灰度级确定第一区间，且目标灰度级在第一区间内，并计算第一累加和与第二累加和，所述第一累加和为背景图像的灰度直方图在第一区间内的各个灰度级的像素数量累加和，所述第二累加和为当前帧的灰度直方图在第一区间内的各个灰度级的像素数量累加和；若第二累加和与第一累加和的比值大于第一阈值，则执行S6，否则执行S4；所述亮光跟踪子步骤具体为：计算第三累加和与第四累加和，所述第三累加和为背景图像的灰度直方图在第二区间内的各个灰度级的像素数量累加和，所述第四累加和为当前帧的灰度直方图在第二区间内的各个灰度级的像素数量累加和，所述第二区间为大于
等于第一预设灰度级且小于等于255的灰度级取值区间；若第四累加和与第三累加和的比值大于第二阈值，则执行S6，否则执行S5；S4、针对第二图像数据的下一帧执行烟尘跟踪子步骤；S5、针对第二图像数据的下一帧执行亮光跟踪子步骤；S6、将当前帧确定为爆破时刻帧图像。
[0006]优选地，所述背景图像生成算法包括如下步骤：选取第一图像数据中的N个帧图像，计算该N个帧图像的灰度直方图在每个灰度级的像素数量的平均值，根据所有平均值生成背景图像的灰度直方图。
[0007]优选地，所述N的取值为2的整数次方。
[0008]优选地，所述S6之后还包括如下步骤：S7、标记爆破时刻帧图像；S8、在标记后的爆破时刻帧图像的像素数据中嵌入标识数据，并对嵌入所述标识数据后的第二图像数据的所有像素数据进行存储，存储时根据所述标识数据识别该爆破时刻帧图像，然后记录该爆破时刻帧图像的存放位置。
[0009]优选地，所述第一预设时间间隔为爆破指令发出前的第一时间段和爆破指令发出至炸药接收该指令之间的延迟时间之和。
[0010]优选地，所述S8中，还对所述延迟时间内的第一图像数据的所有像素数据进行存储。
[0011]优选地，所述计算该N个帧图像的灰度直方图在每个灰度级的像素数量的平均值的公式为：，其中，i表示灰度级，且0≤i≤255，表示第一帧图像的灰度直方图在灰度级i的像素数量，表示第二帧图像的灰度直方图在灰度级i的像素数量，表示第N帧图像的灰度直方图在灰度级i的像素数量。
[0012]优选地，所述根据目标灰度级确定第一区间，且目标灰度级在第一区间内，并计算第一累加和与第二累加和，具体步骤如下：根据目标灰度级确定第一区间为，其中abs_max_pos表示目标灰度级，表示第一累加限值；当时，计算第一累加和；当且时，计算第一累加和；当时，计算第一累加和；当时，计算第二累加和；
当且时，计算第二累加和；当时，计算第二累加和；其中表示当前帧的灰度直方图在灰度级i的像素数量；所述计算第三累加和与第四累加和，具体步骤如下：确定第二区间为，其中为第二累加限值，为第一预设灰度级；计算第三累加和；计算第四累加和。
[0013]优选地，所述第一时间段为四秒。
[0014]本专利技术的第一方面带来的有益效果包括：（1）、基于预设的背景图像生成算法得到背景图像的灰度直方图，然后对第一累加和与第二累加和进行逐帧的跟踪检测，实现了对无爆炸部分引起烟尘变化的跟踪检测，以及对第三累加和与第四累加和进行逐帧的跟踪检测，实现了对有爆炸部分引起火光变化的跟踪检测，最终从大量爆炸图像数据中提取出爆破时刻帧图像，实现了爆炸点高效且便捷的检测，提高了后期上位机等设备对爆炸状态进行分析的效率和准确度；（2）、通过对爆破时刻帧图像的标记，以及在爆破时刻帧图像的像素数据中嵌入标识数据，方便存储时存储介质等对爆破时刻帧图像的识别，并给出存放位置，方便上位机便捷地通过存放放置获取到爆破时刻帧图像的帧号，进而在录像数据中定位到爆破时刻帧图像，进一步提高了后期上位机等设备对爆炸状态进行分析的效率；（3）、通过对第一图像数据中的多帧求取灰度直方图的平均值，提高了生成的背景图像的准确度；（4）、通过将N取值设为2的整数次方，避免在背景图像生成算法中使用除法操作，将除法操作变为了移位操作，提高了背景图像生成的效率；（5）、通过将第一预设时间间隔定义为爆破指令发出前的第一时间段和爆破指令发出至炸药接收该指令之间的延迟时间之和，相比不考虑延迟时间而言，生成的背景图像的准确度更高。
[0015]本专利技术的第二方面提供了一种民用爆破中基于火光和烟尘的爆破时刻确认系统，所述确认系统使用第一方面所述的民用爆破中基于火光和烟尘的爆破时刻确认方法，所述确认系统用于与外部的上位机通信连接，所述上位机用于获取爆破时刻帧图像。
[0016]本专利技术的第二方面带来与第一方面相同的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
[0017]图1为民用爆破中基于火光和烟尘的爆破时刻确认方法的一种示意性流程图；图2为民用爆破中基于火光和烟尘的爆破时刻确认系统的一种组成框图。
具体实施方式
[0018]下面将结合实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]实施例一参阅图1，本实施例提供了一种民用爆破中基于火光和烟尘的爆破时刻确认方法，包括如下步骤：S1、获取第一图像数据，并生成第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.民用爆破中基于火光和烟尘的爆破时刻确认方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取第一图像数据，并生成第一图像数据中各帧的灰度直方图，其中第一图像数据为爆破前第一预设时间间隔内的图像数据；S2、基于预设的背景图像生成算法，根据第一图像数据中各帧的灰度直方图生成背景图像的灰度直方图；S3、获取第二图像数据，并生成第二图像数据中各帧的灰度直方图，然后逐帧执行烟尘跟踪子步骤和亮光跟踪子步骤，其中第二图像数据为爆破过程的图像数据；所述烟尘跟踪子步骤具体为：计算背景图像的灰度直方图和当前帧的灰度直方图在各个灰度级的像素数量的差值，确定出目标灰度级，所述目标灰度级为所有差值中绝对值最大的差值所对应的灰度级；根据目标灰度级确定第一区间，且目标灰度级在第一区间内，并计算第一累加和与第二累加和，所述第一累加和为背景图像的灰度直方图在第一区间内的各个灰度级的像素数量累加和，所述第二累加和为当前帧的灰度直方图在第一区间内的各个灰度级的像素数量累加和；若第二累加和与第一累加和的比值大于第一阈值，则执行S6，否则执行S4；所述亮光跟踪子步骤具体为：计算第三累加和与第四累加和，所述第三累加和为背景图像的灰度直方图在第二区间内的各个灰度级的像素数量累加和，所述第四累加和为当前帧的灰度直方图在第二区间内的各个灰度级的像素数量累加和，所述第二区间为大于等于第一预设灰度级且小于等于255的灰度级取值区间；若第四累加和与第三累加和的比值大于第二阈值，则执行S6，否则执行S5；S4、针对第二图像数据的下一帧执行烟尘跟踪子步骤；S5、针对第二图像数据的下一帧执行亮光跟踪子步骤；S6、将当前帧确定为爆破时刻帧图像。2.根据权利要求1所述的民用爆破中基于火光和烟尘的爆破时刻确认方法，其特征在于，所述背景图像生成算法包括如下步骤：选取第一图像数据中的N个帧图像，计算该N个帧图像的灰度直方图在每个灰度级的像素数量的平均值，根据所有平均值生成背景图像的灰度直方图。3.根据权利要求2所述的民用爆破中基于火光和烟尘的爆破时刻确认方法，其特征在于，所述N的取值为2的整数次方。4.根据权利要求1所述的民用爆破中基于火光和烟尘的爆破时刻确认方法，其特征在于，所述S6之后还包括如下步骤：S7...

【专利技术属性】
技术研发人员：李非桃，褚俊波，冉欢欢，李和伦，陈春，王丹，陈益，赵瑞欣，李毅捷，莫桥波，王逸凡，李东晨，
申请(专利权)人：四川迪晟新达类脑智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：