一种炼钢工程区域图像的图像增强系统及其安全监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种炼钢工程区域图像的图像增强系统及其安全监测系统，属于图像处理技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种炼钢工程区域图像的图像增强系统及其安全监测系统


[0001]本专利技术属于图像处理
，更具体地说，涉及一种炼钢工程区域图像的图像增强系统及其安全监测系统
。

技术介绍

[0002]随着时代的发展，市场上对钢铁的需求量不断增长，越来越多的企业进入钢铁生产行业当中
。
而炼钢工程中往往会产生大量的烟尘，如铁粉
、
颗粒物
、
有害化学物质等
。
长期暴露于高浓度的烟尘环境中会对员工的呼吸系统
、
眼睛和皮肤造成损伤，引发呼吸道疾病
、
过敏反应等健康问题
。
通过监测烟尘浓度，可以掌握工作环境中的烟尘浓度水平，并采取相应的措施来降低烟尘对员工健康的影响，所以对于炼钢工程中的烟尘浓度进行安全监测意义重大
。
[0003]在通过神经网络对炼钢工程进行安全监测时，炼钢工程图像的质量极大的影响了监测效率与监测精度
。
在使用传统窗口滤波对炼钢工程图像进行增强时，往往需要通过人为设置滤波窗口大小
。
其中较大的滤波窗口具有更强的平滑效果，但是过大的窗口可能会模糊图像中的细节，使图像变得模糊；较小的滤波窗口有助于保留图像的边缘信息，但是较小的窗口可能无法有效地去除图像中的噪点
。
传统窗口滤波算法的图像增强效果不理想，进而影响了炼钢工程安全监测系统的效率和准确性
。

技术实现思路

[0004]1、
要解决的问题
[0005]针对以上现有技术中存在的至少一些问题，本专利技术提出一种炼钢工程区域图像的图像增强系统及其安全监测系统，其目的在于解决传统窗口滤波算法的图像增强效果不理想，从而影响炼钢工程安全监测系统的效率和准确性的问题
。
[0006]2、
技术方案
[0007]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0008]本专利技术的一种炼钢工程区域图像的图像增强系统，包括图像获取模块，用于获取炼钢工程区域的工程区域图像；其中，工程区域图像包括实时的待处理图像及其时序相邻的历史图像；
[0009]初始烟尘分析模块，用于在待处理图像中以目标像素点为中心根据预设尺寸建立初始滤波窗口，在历史图像中初始滤波窗口对应区域建立历史窗口；
[0010]根据初始滤波窗口和历史窗口之间的相同位置像素值差异，获取目标像素点的烟尘可能性；
[0011]改变所述目标像素点，获得待处理图像中每个像素点的烟尘可能性；
[0012]优化烟尘分析模块，用于根据初始滤波窗口和历史窗口中的像素值分布获取窗口内每个像素点的纹理类别特征值；
[0013]根据工程区域图像之间像素点的纹理类别特征值变化特征，获取初始滤波窗口内
每个像素点的烟尘模糊度；
[0014]根据初始滤波窗口内每个邻域像素点与目标像素点之间烟尘模糊度的差异和纹理类别特征值变化特征的相关性，获取邻域像素点的分布特征权重；
[0015]结合邻域像素点的分布特征权重和对应的烟尘可能性对目标像素点的烟尘可能性进行优化，获得初始优化烟尘可能性，根据目标像素点的初始优化烟尘可能性和烟尘模糊度获得优化烟尘可能性；
[0016]图像增强模块，用于获取目标像素点在初始滤波窗口中滤波前后的滤波变化值；根据目标像素点的优化烟尘可能性以及滤波变化值获取最优滤波窗口尺寸；
[0017]改变所述目标像素点，获得待处理图像中每个像素点的最优滤波窗口尺寸；
[0018]根据最优滤波窗口尺寸对待处理图像进行增强，获取增强图像
。
[0019]进一步地，所述目标像素点的烟尘可能性的获取方法包括：
[0020]获得所述初始滤波窗口的像素点与每个所述历史窗口对应位置像素点的第一像素值差异，将所述初始滤波窗口内所有像素点的第二像素值差异累加和作为目标像素点在对应历史窗口下的初始烟尘可能性；
[0021]将所有历史窗口下的所述初始烟尘可能性累加，获得目标像素点的烟尘可能性
。
[0022]进一步地，所述纹理类别特征值的获取方法包括：
[0023]获得窗口中的邻域像素点与目标像素点的第二像素值差异；将所述第二像素值差异根据数值分类，获得不同类别，每个类别对应一个预设的所述纹理类别特征值
。
[0024]进一步地，所述像素点的烟尘模糊度的获取方法包括：
[0025]将所述初始滤波窗口中像素点的纹理类别特征值和所有所述历史窗口中对应像素点的纹理类别特征值构成对应像素点的纹理类别特征值序列；
[0026]根据所述纹理类别特征值序列获取像素点的纹理类别特征值方差；
[0027]将像素点的纹理类别特征值序列中的极差
、
极差对应的时间差
、
所述纹理类别特征值方差相乘，乘积作为像素点的烟尘模糊度；
[0028]当所述纹理类别特征值序列中存在多组最值构成的极差时，取与待处理图像对应采集时刻最近的一组最值对应的极差进行烟尘模糊度计算
。
[0029]进一步地，所述像素点的分布特征权重的获取方法包括：
[0030]获取每个邻域像素点与目标像素点之间纹理类别特征值序列的相关系数；
[0031]将所述初始滤波窗口内中心像素点与邻域像素点的烟尘模糊度差值绝对值负相关映射并归一化，再与对应的相关系数相乘，获得像素点的分布特征权重
。
[0032]进一步地，所述优化烟尘可能性的获取方法包括：
[0033]将所述初始滤波窗口内像素点的烟尘可能性与其对应的所述分布特征权重相乘，获取此像素点的加权烟尘可能性；
[0034]将所述初始滤波窗口内所有像素点的所述加权烟尘可能性求和并与所述目标像素点烟尘可能性相乘，获取目标像素点的初始优化烟尘可能性；
[0035]将所述目标像素点的初始优化烟尘可能性与目标像素点的烟尘模糊度相乘，获得目标像素点的优化烟尘可能性
。
[0036]进一步地，所述滤波变化值的获取方法包括：
[0037]对所述初始滤波窗口进行滤波，将滤波前后中心像素点的像素值差异除以两像素
点像素值的最大值，把商作为滤波变化值
。
[0038]进一步地，所述最优滤波窗口尺寸的获取方法包括：
[0039]当所述初始滤波窗口的滤波变化值小于等于预设变化阈值时，不改变滤波窗口尺寸，预设尺寸即为最优滤波窗口尺寸；
[0040]当所述初始滤波窗口的滤波变化值大于预设变化阈值时，对目标像素点的所述优化烟尘可能性做归一化处理，获取归一优化烟尘可能性；
[0041]若所述归一优化烟尘可能性小于预设优化阈值，则用自然数1加上所述归一优化烟尘可能性，再乘于预设尺寸，获取接近最优滤波窗口尺寸；
[0042]若所述归一优化烟尘可能性大于等于预设优化阈值，则用自然数1减去所述归一优化烟尘可能性，再乘于预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种炼钢工程区域图像的图像增强系统，其特征在于：包括图像获取模块
(101)
，用于获取炼钢工程区域的工程区域图像；其中，工程区域图像包括实时的待处理图像及其时序相邻的历史图像；初始烟尘分析模块
(102)
，用于在待处理图像中以目标像素点为中心根据预设尺寸建立初始滤波窗口，在历史图像中初始滤波窗口对应区域建立历史窗口；根据初始滤波窗口和历史窗口之间的相同位置像素值差异，获取目标像素点的烟尘可能性；改变所述目标像素点，获得待处理图像中每个像素点的烟尘可能性；优化烟尘分析模块
(103)
，用于根据初始滤波窗口和历史窗口中的像素值分布获取窗口内每个像素点的纹理类别特征值；根据工程区域图像之间像素点的纹理类别特征值变化特征，获取初始滤波窗口内每个像素点的烟尘模糊度；根据初始滤波窗口内每个邻域像素点与目标像素点之间烟尘模糊度的差异和纹理类别特征值变化特征的相关性，获取邻域像素点的分布特征权重；结合邻域像素点的分布特征权重和对应的烟尘可能性对目标像素点的烟尘可能性进行优化，获得初始优化烟尘可能性，根据目标像素点的初始优化烟尘可能性和烟尘模糊度获得优化烟尘可能性；图像增强模块
(104)
，用于获取目标像素点在初始滤波窗口中滤波前后的滤波变化值；根据目标像素点的优化烟尘可能性以及滤波变化值获取最优滤波窗口尺寸；改变所述目标像素点，获得待处理图像中每个像素点的最优滤波窗口尺寸；根据最优滤波窗口尺寸对待处理图像进行增强，获取增强图像
。2.
根据权利要求1所述的一种炼钢工程区域图像的图像增强系统，其特征在于：所述目标像素点的烟尘可能性的获取方法包括：获得所述初始滤波窗口的像素点与每个所述历史窗口对应位置像素点的第一像素值差异，将所述初始滤波窗口内所有像素点的第二像素值差异累加和作为目标像素点在对应历史窗口下的初始烟尘可能性；将所有历史窗口下的所述初始烟尘可能性累加，获得目标像素点的烟尘可能性
。3.
根据权利要求1所述的一种炼钢工程区域图像的图像增强系统，其特征在于：所述纹理类别特征值的获取方法包括：获得窗口中的邻域像素点与目标像素点的第二像素值差异；将所述第二像素值差异根据数值分类，获得不同类别，每个类别对应一个预设的所述纹理类别特征值
。4.
根据权利要求1所述的一种炼钢工程区域图像的图像增强系统，其特征在于：所述像素点的烟尘模糊度的获取方法包括：将所述初始滤波窗口中像素点的纹理类别特征值和所有所述历史窗口中对应像素点的纹理类别特征值构成对应像素点的纹理类别特征值序列；根据所述纹理类别特征值序列获取像素点的纹理类别特征值方差；将像素点...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌晓丹，金仁才，王声刚，刘向龙，张永军，
申请(专利权)人：中国十七冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：