一种电子烟烟雾视觉检测方法技术

本发明专利技术涉及图像处理领域，具体涉及一种电子烟烟雾视觉检测方法。该方法包括：对电子烟烟雾的灰度图像进行边缘检测获取初始曲线，从初始曲线上任意一个像素点开始迭代选取目标像素点，获得多个目标像素点组，根据目标像素点组中目标像素点的灰度差异和位置分布获得局部灰度变化程度，进而获得整体灰度变化程度，根据整体灰度变化程度和像素点的第一梯度获得外力权重；根据外力权重和像素点的第二梯度获得像素点的加权外力，将加权外力作为snake模型的外力参数并对电子烟烟雾进行检测，本发明专利技术使得snake模型中的演化曲线在加权外力的作用下能够收敛到深度凹陷的边界，提高对电子烟烟雾检测的准确性。对电子烟烟雾检测的准确性。对电子烟烟雾检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种电子烟烟雾视觉检测方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种电子烟烟雾视觉检测方法。

技术介绍

[0002]近些年来，全世界的电子烟行业都有巨大的发展，对电子烟使用情况的监测已经刻不容缓，由于在公共场所使用电子烟的人群比较分散，使用人工进行数据统计会导致数据不精确，反馈不及时，需要更加及时高效的方法针对使用电子烟的人群进行监测，而使用电子烟的过程中会产生烟雾，所以对于检测电子烟烟雾的产生是监测电子烟使用情况的一个重要指标。
[0003]在检测电子烟烟雾的过程中，可通过提取电子烟烟雾的轮廓实现对电子烟烟雾的检测，现有技术常用的提取轮廓的方法为：使用snake模型实现对目标的轮廓提取，但由于电子烟烟雾的边缘情况比较复杂，存在大量不规则并且深度凹陷的边界，导致snake模型的演化曲线在迭代过程中无法收敛到凹陷边界，进而导致使用snake模型无法检测出凹陷边界，降低对电子烟烟雾检测的准确性。

技术实现思路

[0004]为了解决电子烟烟雾边缘存在大量不规则并且深度凹陷的边界，导致snake模型的演化曲线在迭代过程中无法收敛到凹陷边界，进而导致使用snake模型无法检测出凹陷边界，降低对电子烟烟雾检测的准确性的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种电子烟烟雾视觉检测方法，所采用的技术方案具体如下：本专利技术提出了一种电子烟烟雾视觉检测方法，所述方法包括：获取电子烟烟雾的灰度图像；对灰度图像进行边缘检测处理获取电子烟烟雾的初始曲线，将所述初始曲线上的像素点作为初始像素点，将任意一个初始像素点作为目标像素点，以目标像素点为中心构建预设邻域范围，根据所述目标像素点和所述预设邻域范围内其他像素点之间的灰度差异，获得每个初始像素点的目标像素点组；根据每个所述目标像素点组中所述目标像素点之间的灰度差异和所述目标像素点在灰度图像中的位置，获得电子烟烟雾的局部灰度变化程度，根据所有所述局部灰度变化程度获得电子烟烟雾的整体灰度变化程度；基于不同的边缘检测算子获取所述灰度图像中每个像素点的第一梯度和第二梯度，根据所述整体灰度变化程度和灰度图像中每个像素点的第一梯度，获得像素点的外力权重；根据所述外力权重和灰度图像中每个像素点的第二梯度，获得像素点的加权外力；根据所述加权外力对灰度图像中的电子烟烟雾进行检测。
[0005]进一步地，所述电子烟烟雾的初始曲线的获取方法包括：对灰度图像进行边缘检测处理，获得灰度图像中的边缘轮廓；获取历史嘴唇特征模板，使用历史嘴唇特征模板对灰度图像进行模板匹配获得灰
度图像中的嘴唇区域；将距离所述嘴唇区域最近的所述边缘轮廓作为电子烟烟雾的初始轮廓，将所述初始轮廓与所述嘴唇区域重合的曲线作为电子烟烟雾的初始曲线。
[0006]进一步地，所述每个初始像素点的目标像素点组的获取方法包括：将所述目标像素点和所述预设邻域范围内每个其他像素点的灰度值差值的绝对值作为其他像素点的第一灰度差异；若所述第一灰度差异小于预设差异阈值，则将所述目标像素点和所述预设邻域范围内其他像素点的灰度值差值作为其它像素点的判定参数，若所述第一灰度差异不小于预设差异阈值，则将预设常数作为其它像素点的判定参数；确定目标像素点的预设邻域范围内其他像素点的判定参数是否满足预设条件；在所述判定参数满足预设条件时，将所述预设邻域范围内所有所述判定参数的最小正值对应的其他像素点作为下一个目标像素点，并继续执行选取过程；在所述判定参数不满足预设条件时，停止选取，将得到的目标像素点组合作为初始像素点的目标像素点组，由此，遍历所有初始像素点，获得每个初始像素点的目标像素点组。
[0007]进一步地，所述确定目标像素点的预设邻域范围内其他像素点的判定参数是否满足预设条件包括：若所述预设邻域范围内其他像素点的所述判定参数中存在正值，则满足预设条件；若所述预设邻域范围内其他像素点的所述判定参数中不存在正值，则不满足预设条件。
[0008]进一步地，所述电子烟烟雾的局部灰度变化程度的获取方法包括：根据每个所述目标像素点组中所述目标像素点在灰度图像中的位置，利用多项式拟合的方法构建每个目标像素点组的回归曲线；将位于每个所述回归曲线上相邻目标像素点之间的灰度值差值的绝对值作为第二灰度差异；将每个回归曲线上所述第二灰度差异的平均值作为该回归曲线对应电子烟烟雾的局部灰度变化程度。
[0009]进一步地，所述电子烟烟雾的整体灰度变化程度的获取方法包括：将所有所述局部灰度变化程度的平均值作为电子烟烟雾的整体灰度变化程度。
[0010]进一步地，所述像素点的外力权重的获取方法包括：将所述整体灰度变化程度和每个像素点的所述第一梯度的乘积值作为像素点的外力权重。
[0011]进一步地，所述像素点的加权外力的获取方法包括：将所述外力权重和每个像素点的所述第二梯度的乘积值进行负相关映射获得像素点的加权外力。
[0012]进一步地，所述第一梯度为LOG梯度算子对像素点处理的结果，所述第二梯度为sobel算子对像素点处理的结果。
[0013]进一步地，所述根据所述加权外力对灰度图像中的电子烟烟雾进行检测包括：
基于所述加权外力，使用snake模型对电子烟烟雾进行检测，其中，所述加权外力为snake模型所使用的外力参数。
[0014]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术考虑到电子烟烟雾的灰度值与背景的灰度值差别较大，并且电子烟烟雾从使用者的口中喷出的过程中具有一定的流动特性，使得烟雾区域中像素点的灰度值呈现一种逐渐降低的趋势，所以首先获取电子烟烟雾的初始曲线，初始曲线上像素点的灰度值相对于烟雾区域中像素点的灰度值较大，将初始曲线上像素点作为初始像素点，选取任意一个初始像素点作为目标像素点，基于电子烟烟雾区域中像素点灰度值逐渐降低这一特征，为目标像素点构建预设邻域范围，根据目标像素点和预设邻域范围内其他像素点之间的灰度差异，获得每个初始像素点的目标像素点组，目标像素点组中各目标像素点的灰度值的差异能够反映电子烟烟雾由于流动特性导致的局部像素点灰度值的变化程度，并且目标像素点在灰度图像中的位置分布能够反映出电子烟烟雾在局部区域中流动的走向，为后续分析电子烟烟雾的整体灰度变化程度提供数据支持，所以可根据每个目标像素点组中目标像素点的灰度差异和目标像素点在灰度图像中的位置，获得电子烟烟雾的局部灰度变化程度，并结合所有局部灰度变化程度获得电子烟烟雾的整体灰度变化程度，整体灰度变化程度能够反映出电子烟烟雾区域中像素点灰度值的整体变化情况，由于每个电子烟烟雾在空气中的流动趋势都是不同的，所以每个电子烟烟雾的整体灰度变化程度也是不同的，使得后续可根据整体灰度变化程度自适应调整外力权重，考虑到原始snake模型仅使用像素点的梯度作为外力的限制，无论迭代多少次，snake模型中的演化曲线始终难以收敛到深度凹陷的边界，所以本专利技术在snake模型原始外力的基础上引入外力权重，并根据整体灰度变化程度和灰度图像中每个像素点的第一梯度获得像素点的外力权重，可在后续中利用外力权重获得加权外力，实现对snake模型中外力的自动控制，使得snake模型中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子烟烟雾视觉检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取电子烟烟雾的灰度图像；对灰度图像进行边缘检测处理获取电子烟烟雾的初始曲线，将所述初始曲线上的像素点作为初始像素点，将任意一个初始像素点作为目标像素点，以目标像素点为中心构建预设邻域范围，根据所述目标像素点和所述预设邻域范围内其他像素点之间的灰度差异，获得每个初始像素点的目标像素点组；根据每个所述目标像素点组中所述目标像素点之间的灰度差异和所述目标像素点在灰度图像中的位置，获得电子烟烟雾的局部灰度变化程度，根据所有所述局部灰度变化程度获得电子烟烟雾的整体灰度变化程度；基于不同的边缘检测算子获取所述灰度图像中每个像素点的第一梯度和第二梯度，根据所述整体灰度变化程度和灰度图像中每个像素点的第一梯度，获得像素点的外力权重；根据所述外力权重和灰度图像中每个像素点的第二梯度，获得像素点的加权外力；根据所述加权外力对灰度图像中的电子烟烟雾进行检测；所述像素点的外力权重的获取方法包括：将所述整体灰度变化程度和每个像素点的所述第一梯度的乘积值作为像素点的外力权重；所述像素点的加权外力的获取方法包括：将所述外力权重和每个像素点的所述第二梯度的乘积值进行负相关映射获得像素点的加权外力。2.根据权利要求1所述的一种电子烟烟雾视觉检测方法，其特征在于，所述电子烟烟雾的初始曲线的获取方法包括：对灰度图像进行边缘检测处理，获得灰度图像中的边缘轮廓；获取历史嘴唇特征模板，使用历史嘴唇特征模板对灰度图像进行模板匹配获得灰度图像中的嘴唇区域；将距离所述嘴唇区域最近的所述边缘轮廓作为电子烟烟雾的初始轮廓，将所述初始轮廓与所述嘴唇区域重合的曲线作为电子烟烟雾的初始曲线。3.根据权利要求1所述的一种电子烟烟雾视觉检测方法，其特征在于，所述每个初始像素点的目标像素点组的获取方法包括：将所述目标像素点和所述预设邻域范围内每个其他像素点的灰度值差值的绝对值作为其他像素点的第一灰度差异；若所述第一灰度差异小于预设差异阈值，则将所述目标像素点和所述预设邻域范围内其他像素点的灰度值差值作为其它...

【专利技术属性】
技术研发人员：申敏良，
申请(专利权)人：深圳市希格莱特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：