基于图像处理的电子烟雾化烟雾图像分割方法技术

本发明专利技术涉及图像分析技术领域，具体涉及一种基于图像处理的电子烟雾化烟雾图像分割方法

【技术实现步骤摘要】
基于图像处理的电子烟雾化烟雾图像分割方法


[0001]本专利技术涉及图像分析
，具体涉及一种基于图像处理的电子烟雾化烟雾图像分割方法
。

技术介绍

[0002]电子烟中雾化器的构造为一个加热元器件，通过电池供电发热，使其旁边的烟油挥发，形成烟雾
。
电子烟进行雾化的雾量是评价电子烟质量的重要指标；因此在质量评价前需要对电子烟雾化烟雾图像进行分割处理
。
[0003]烟雾的特征较为复杂；而现有技术中在对烟雾图像进行分割时，通过图像纹理进行边缘检测，并根据检测结果实现烟雾图像的分割，这种方式下，由于烟雾图像所具有的雾化特点，使其无法与背景区域进行有效区分，因此会造成对烟雾图像的分割精度较差的问题
。

技术实现思路

[0004]为了解决对烟雾图像进行分割时，无法与背景区域进行有效区分，造成对烟雾图像的分割精度较差的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于图像处理的电子烟雾化烟雾图像分割方法，所采用的技术方案具体如下：本专利技术提出了一种基于图像处理的电子烟雾化烟雾图像分割方法，所述方法包括：获取时序上的至少三帧烟雾图像，并将时序上除第一帧和最后一帧的烟雾图像之外的任一烟雾图像作为待处理图像；根据所述待处理图像与时序上相邻的烟雾图像中的像素点的运动变化，进行烟雾动态特征分析，获得待处理图像中每个像素点的运动方向特征值和运动速度特征值；根据每个像素点的所述运动方向特征值和运动速度特征值获得动态特征像素点；以任一所述动态特征像素点为中心像素点，根据预设邻域内的像素点的颜色分布，进行烟雾静态特征分析，获得所述中心像素点的形状特征值和颜色特征值；根据所述形状特征值和颜色特征值获得所述中心像素点的特征显著值；根据所述特征显著值从所述动态特征像素点中筛选得到特征显著像素点；对所述待处理图像进行超像素分割，获得超像素块，每个超像素块具有对应的种子点；将所有所述超像素块边缘上的特征显著像素点作为目标像素点，将所述目标像素点划分到种子点的特征显著值最大的相邻超像素块中，完成所述待处理图像的分割
。
[0005]进一步地，所述根据所述待处理图像与时序上相邻的烟雾图像中的像素点的运动变化，进行烟雾动态特征分析，获得待处理图像中每个像素点的运动方向特征值和运动速度特征值，包括：基于时序将待处理图像与相邻的烟雾图像作为光流法的输入，输出待处理图像中每个像素点的运动方向与运动速度；其中，将所述待处理图像与时序上相邻的前一张烟雾
图像的输出结果作为第一运动方向和第一运动速度；将所述待处理图像与时序上相邻的后一张烟雾图像的输出结果作为第二运动方向和第二运动速度；所述运动方向特征值包括第一运动方向特征值和第二运动方向特征值，将所述第一运动方向与水平方向在顺时针方向上的角度的值作为第一运动方向特征值，将所述第二运动方向与水平方向在顺时针方向上的角度的值作为第二运动方向特征值；所述运动速度特征值包括第一运动速度特征值和第二运动速度特征值，将所述第一运动速度的值作为第一运动速度特征值，将所述第二运动速度的值作为第二运动速度特征值
。
[0006]进一步地，所述动态特征像素点的获取方法包括：将待处理图像中所述第一运动方向特征值和第二运动方向特征值都在预设区间内的像素点作为疑似烟雾像素点；将每个所述疑似烟雾像素点的第一运动方向特征值与预设方向参数的差异作为第一方向差异，第二运动方向特征值与预设方向参数的差异作为第二方向差异；根据所述第一方向差异与所述第二方向差异获得运动方向比，所述运动方向比与第一方向差异呈正相关，所述运动方向比与第二方向差异呈负相关；将每个所述疑似烟雾像素点的第一运动速度特征值与预设速度参数的差异作为第一速度差异，第二运动速度特征值与预设速度参数的差异作为第二速度差异；根据所述第一速度差异与所述第二速度差异获得运动速度比，所述运动速度比与第一速度差异呈负相关，所述运动速度比与第二速度差异呈正相关；将所述运动方向比和所述运动速度比都小于预设特征参数的疑似烟雾像素点作为所述动态特征像素点
。
[0007]进一步地，所述形状特征值的获取方法包括：基于
Canny
边缘检测算法获取所述预设邻域内的边缘线；基于角点检测算法获取所述边缘线的角点，统计所述边缘线上角点的总数；获取所述边缘线上每个像素点处的曲率值，将所述边缘线上所有像素点处的曲率值的方差作为曲率方差；根据所述曲率方差和所述角点的总数获得所述中心像素点的所述形状特征值；所述形状特征值与所述曲率方差呈正相关；所述形状特征值与所述角点的总数呈负相关
。
[0008]进一步地，所述颜色特征值的获取方法包括：获取所述预设邻域内所有像素点的每个颜色通道的颜色二阶矩；将所述预设邻域内所有像素点的所有颜色通道的颜色二阶矩的平均值，作为所述中心像素点的所述颜色特征值
。
[0009]进一步地，所述特征显著值的获取方法包括：将所述中心像素点的所述形状特征值与所述颜色特征值的乘积，并对所述乘积进行归一化处理获得中心像素点的所述特征显著值
。
[0010]进一步地，所述特征显著像素点的获取方法包括：将所述特征显著值大于预设判断阈值的动态特征像素点作为特征显著像素点
。
[0011]进一步地，所述超像素块的获取方法包括：基于
SLIC
超像素分割算法对所述待处理图像进行超像素分割，获得所述超像素
块
。
[0012]进一步地，所述烟雾图像为
LAB
色彩空间图像
。
[0013]进一步地，所述预设邻域为5×
5。
[0014]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的目的在于将烟雾的动态特征与静态特征进行结合，进而在对图像分割时可以与背景区域进行有效区分，获得更加精确的烟雾图像分割结果；因此首先获取烟雾图像；然后对烟雾图像与时序上相邻的烟雾图像中的像素点进行动态特征分析，主要包括运动方向和运动速度两个方面，可以获得像素点的运动方向特征值和运动速度特征值；进而基于运动方向特征值和运动速度特征值获得动态特征较为明显的像素点，记为动态特征像素点；然后将烟雾的静态特征与动态特征进行结合，进一步获得具有明显烟雾特征的像素点；故对动态特征像素点进行分析，基于烟雾具有的静态特征中的形状特征和颜色特征，可以获得动态特征像素点的形状特征值和颜色特征值，进而获得特征显著值，特征显著值综合了烟雾的动态特征和静态特征两个方面，因此可通过特征显著值从动态特征像素点中综合选出特征显著像素点，此时的特征显著像素点即为具有明显烟雾特征的像素点；然后对烟雾图像进行超像素分割，获得超像素块后，然后对超像素块边缘上的特征显著像素点进行再次划分，将边缘上的特征显著像素点划分到种子点的特征显著值最大的相邻超像素块中，即可完成烟雾图像的精确分割
。
本专利技术通过将烟雾的动态特征和静态特征相结合，综合选出特征显著像素点，在分割获得超像素块之后，对边缘上的特征显著像素点根据相邻超像素块种子点的特征显著值进行再次划分，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于图像处理的电子烟雾化烟雾图像分割方法，其特征在于，所述方法包括：获取时序上的至少三帧烟雾图像，并将时序上除第一帧和最后一帧的烟雾图像之外的任一烟雾图像作为待处理图像；根据所述待处理图像与时序上相邻的烟雾图像中的像素点的运动变化，进行烟雾动态特征分析，获得待处理图像中每个像素点的运动方向特征值和运动速度特征值；根据每个像素点的所述运动方向特征值和运动速度特征值获得动态特征像素点；以任一所述动态特征像素点为中心像素点，根据预设邻域内的像素点的颜色分布，进行烟雾静态特征分析，获得所述中心像素点的形状特征值和颜色特征值；根据所述形状特征值和颜色特征值获得所述中心像素点的特征显著值；根据所述特征显著值从所述动态特征像素点中筛选得到特征显著像素点；对所述待处理图像进行超像素分割，获得超像素块，每个超像素块具有对应的种子点；将所有所述超像素块边缘上的特征显著像素点作为目标像素点，将所述目标像素点划分到种子点的特征显著值最大的相邻超像素块中，完成所述待处理图像的分割
。2.
根据权利要求1所述的一种基于图像处理的电子烟雾化烟雾图像分割方法，其特征在于，所述根据所述待处理图像与时序上相邻的烟雾图像中的像素点的运动变化，进行烟雾动态特征分析，获得待处理图像中每个像素点的运动方向特征值和运动速度特征值，包括：基于时序将待处理图像与相邻的烟雾图像作为光流法的输入，输出待处理图像中每个像素点的运动方向与运动速度；其中，将所述待处理图像与时序上相邻的前一张烟雾图像的输出结果作为第一运动方向和第一运动速度；将所述待处理图像与时序上相邻的后一张烟雾图像的输出结果作为第二运动方向和第二运动速度；所述运动方向特征值包括第一运动方向特征值和第二运动方向特征值，将所述第一运动方向与水平方向在顺时针方向上的角度的值作为第一运动方向特征值，将所述第二运动方向与水平方向在顺时针方向上的角度的值作为第二运动方向特征值；所述运动速度特征值包括第一运动速度特征值和第二运动速度特征值，将所述第一运动速度的值作为第一运动速度特征值，将所述第二运动速度的值作为第二运动速度特征值
。3.
根据权利要求2所述的一种基于图像处理的电子烟雾化烟雾图像分割方法，其特征在于，所述动态特征像素点的获取方法包括：将待处理图像中所述第一运动方向特征值和第二运动方向特征值都在预设区间内的像素点作为疑似烟雾像素点；将每个所述疑似烟雾像素点的第一运动方向特征值与预设方向参数的差异作为第一方向差异，第二运动方向特征值与预设方向参数的差异作为第二方向差异；根据所述第一方向差异与所述第二方向差异获得运动方向比，所述运动方向比与第一方向差异呈正相关...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟鸣，郭如云，郭小平，
申请(专利权)人：深圳市五轮科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：