ДЕТЕКТИРОВАНИЕ ДЫМА НА ОТКРЫТЫХ ПРОСТРАНСТВАХ В СЛОЖНЫХ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЯХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ ЛОКАЛЬНЫХ БИНАРНЫХ ШАБЛОНОВ
Постановка проблемы: раннее обнаружение дыма на открытых пространствах с использованием видеопоследовательностей является одной из важнейших задач в современных системах видеонаблюдения. Видеоинформация, полученная в результате видеосъемки в реальных условиях, может содержать объекты с динамическим поведением, помехи оборудования или линии передачи, а также артефакты, связанные с погодными условиями (например, дождем или снегом, недостаточным освещением в утренние и вечерние часы). В связи с этим возникает необходимость окончательной проверки областей-кандидатов после того, как области, похожие на дым, сегментированы в видеопоследовательности. Результаты: предложен алгоритм обработки изображений, содержащих артефакты, связанные с атмосферными явлениями, такими как морось и дымка, а также недостаточным освещением. Исследован метод пространственно-временных локальных бинарных, локальных тернарных и расширенных бинарных шаблонов детектирования густого и прозрачного дыма при наличии следующих артефактов: шума типа «соль-перец» со значениями до 10 дБ; аддитивного белого шума Гаусса, имитирующего атмосферные осадки: размытия изображений и слабой освещенности с применением алгоритма Ретинекс. Для классификации областей дыма использован гистограммный подход как один из наиболее простых и быстрых способов анализа изображений. В качестве меры различия гистограмм двух сопоставляемых изображений при построении соответствующего решающего правила использовалось расстояние Кульбака — Лейблера. Практическая значимость: разработанный метод верификации дыма на видеопоследовательностях с использованием пространственно-временных локальных бинарных шаблонов и 3D расширенных локальных бинарных шаблонов обеспечивает точность верификации 96-99 % для густого и 86-94 % для прозрачного дыма в зависимости от артефактов и шумов.
Авторы
Тэги
Тематические рубрики
Предметные рубрики
В этом же номере:
Резюме по документу**
Такие системы успешно применяются
для детектирования дыма в помещении,
однако не дают результатов при использовании
на открытых пространствах, так как концентрация
продуктов сгорания быстро уменьшается изза
воздействия естественных метеорологических
условий [1]. <...> В работе [3] рассмотрен метод детектирования
дыма на видеоизображении с применением
одного из методов анализа динамических тек16
ИНФОРМАЦИОННОУПРАВЛЯЮЩИЕ
СИСТЕМЫ
стур — семейства локальных бинарных шаблонов. <...> Рассматриваются такие виды шаблонов, как
базовые бинарные шаблоны, локальные тернарные
шаблоны, расширенные бинарные шаблоны. <...> Показана эффективность распознавания густого
и прозрачного дыма по видеопоследовательности. <...> Для получения изображений, имитирующих
низкую освещенность, использован алгоритм
Ретинекс (Retinex) на базе локального сглаживания <...> Кадры
из видеопоследовательностей густого
и прозрачного дыма и без дыма для различных
значений параметра показаны на рис. <...> Для этого к цветовому значению в каждом
из каналов пиксела прибавлялась нормально
распределенная случайная величина. <...> Применение алгоритма Ретинекс к изображениям с густым дымом (а); с прозрачным дымом (б); без дыма (в) <...> Изображения с аддитивным белым гауссовым шумом: густой дым (а); прозрачный дым (б); без дыма (в)
1, 2016
ИНФОРМАЦИОННОУПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ
17
ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ И УПРАВЛЕНИЕ
если при прибавлении случайной величины цветовое
значение канала выходило за предельный
диапазон [0... <...> 255], то цветовое значение такого
пиксела оставалось неизменным. <...> Компенсация слабой освещенности
и погодных условий фильтром Лапласа
Для повышения резкости изображения использован
фильтр Лапласа. <...> Шум типа «соль-перец»: изображения с дымом
(а) и без дыма (б)
18
ИНФОРМАЦИОННОУПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ
Рис. <...> Алгоритм автоматического
детектирования дыма
В работе предложен алгоритм, основанный
на анализе текстуры с помощью локальных бинарных
шаблонов (Local Binary Patterns — LBP),
локальных <...>
** - вычисляется автоматически, возможны погрешности
Похожие документы: