CN103593681B - 一种机载点火作业监控的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机载点火作业监控的方法，属于数字图像处理领域。本发明设计一种机载点火作业监控的方法，其针对人工影响天气作业飞机，通过将实时图像转为灰度图像，并利用每像素点亮度信息的变化对飞行状态下的人工增雨作业飞机外挂增雨作业烟条的点火/熄灭状态进行判定，从而监测其飞行状态下的飞机点火作业是否进行。该方法准确度高、复杂度低。
Description
技术领域
本发明涉及数字图像处理领域，具体涉及一种机载点火作业监控的方法。
背景技术
云宏观系统作为机载大气探测系统的重要装备，完成对云宏观特征、云中降水信息、飞机积冰状况和飞机作业情况的探测和监测，这些探测和监测信息同高性能作业飞机其它探测作业参数相结合，是建立机上人工增雨作业决策系统的重要手段，是提升人工影响天气作业时效的有力保证。
图像识别方法所针对的目标的不同会很大程度上决定算法的具体思路，现有技术中的图像识别方法一般都是针对人脸、车牌等普通目标进行设计的，目前还没有一种针对人工影响天气作业飞机，监测其飞行状态下的飞机点火作业是否进行的自动识别方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何设计一种机载点火作业监控的方法，用于针对人工影响天气作业飞机，监测其飞行状态下的飞机点火作业是否进行。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种机载点火作业监控的方法，包括以下步骤：
S1：将飞行状态下的人工增雨作业飞机外挂的增雨作业烟条的未点火实时图像转化为灰度图像，对每帧图像的每个像素点的亮度信息作为背景环境进行学习，求得未点火状态下灰度图像每个像素点的亮度值；
S2：将待判别图像的每一帧与已学习的未点火状态下灰度图像的对应帧进行像素点的亮度值比较，若待判别图像中没有差值高于或等于预设差异亮度阈值的像素点，则返回步骤S1将当前帧图像的每个像素的亮度值加入背景环境进行学习，否则对差值高于或等于预设差异亮度阈值的像素点用计数器进行计数；
S3：若计数值超过或等于预设差异点数阈值，且持续的帧数高于或等于预设持续帧数阈值则判定增雨作业烟条成功点火；若计数值超过或等于预设差异点数阈值但持续帧数低于不足预设持续帧数阈值则判定为扰动现象，将计数器复位并返回步骤S1；
S4：判定成功点火后，若待判别图像中各像素点前后帧的亮度差均低于所述预设差异亮度阈值，则对满足条件的待判别图像中帧的个数用另一计数器进行计数；
S5：若计数值高于或等于所述持续帧数高于预设的持续帧数阈值则判定成功熄灭，否则判定为扰动现象，将所述另一计数器复位并返回步骤S4。
(三)有益效果
本发明设计一种机载点火作业监控的方法，其针对人工影响天气作业飞机，通过将实时图像转为灰度图像，并利用每像素点亮度信息的变化对飞行状态下的人工增雨作业飞机外挂增雨作业烟条的点火/熄灭状态进行判定，从而监测其飞行状态下的飞机点火作业是否进行。该方法准确度高、复杂度低。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为烟条未点燃时图像，其中(a)图为由本发明方法得到的分析图，(b)图为原视频截图；
图3为烟条点燃时的图像，在由本发明方法得到的(a)图分析图中使用绿色表明点燃位置，确定烟条已被点燃。(b)图为原视频截图，可见烟条已工作。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明利用以下原理进行设计：烟条未点燃时，采集的图像处于一个相对平稳的状态，即每一点像素值没有很大的波动。维护一个学习过程，不断地记录各点平稳的像素值，当烟条点火，点燃的位置像素发生突变，将会被检测出来，而其他位置则依然保持平稳状态。
如图1所示，本发明的一种机载点火作业监控的方法，包括以下步骤：
S1：将飞行状态下的人工增雨作业飞机外挂的增雨作业烟条的未点火实时图像转化为灰度图像，对每帧图像的每个像素点的亮度信息作为背景环境进行学习，求得未点火状态下灰度图像每个像素点的亮度值；
S2：将待判别图像的每一帧(第一帧也可以直接计入学习图像不做后续处理)与已学习的未点火状态下灰度图像的对应帧进行像素点的亮度值比较(两图像中相同位置的像素点一对一地比较)，若无差值高于或等于预设差异亮度阈值的像素点，则返回步骤S1将当前帧图像的每个像素的亮度值加入背景环境进行学习，否则认为发生突变，对高于或等于预设差异亮度阈值的像素点用计数器进行计数；
S3：若计数值超过或等于预设差异点数阈值，且持续的帧数高于或等于预设持续帧数阈值则判定增雨作业烟条成功点火；若计数值超过或等于预设差异点数阈值但持续帧数低于不足预设持续帧数阈值则判定为扰动现象，将计数器复位并返回步骤S1；
S4：判定成功点火后，若待判别图像中各像素点前后帧的亮度差均低于所述预设差异亮度阈值，则对满足条件的待判别图像中帧的个数用另一计数器进行计数；
S5：若计数值高于或等于所述持续帧数高于预设的持续帧数阈值则判定成功熄灭，否则判定为扰动现象，将所述另一计数器复位并返回步骤S4。
本发明的核心部分有以下两点：
a.考虑到环境背景的每像素点亮度变化趋于平稳，而点火/熄灭过程中的亮度变化为突变。通过对平稳环境进行实时学习排除环境亮度变化的影响，采用实时调整的判别阈值对点火状态进行判别。
b.对点火/熄灭过程中可能出现的闪点/闪熄重复现象，引入可预设的判别阈值进行甄别。
使用本方法对已有飞行试验视频进行分析，效果明显。如图3所示，在试验中产生的火光点均被绿色标出，很好的判定了是否点火，并确定了点火位置。
由以上实施例可以看出，本发明针对人工影响天气作业飞机的图像，设计了一种用于识别飞机入云出云的图像处理方法，该方法利用云里云外图像的梯度差别进行判断，同时结合对图像灰度、色度的统计，判断出飞机的入云出云情况。该方法准确度高、复杂度低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种机载点火作业监控的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将飞行状态下的人工增雨作业飞机外挂的增雨作业烟条的未点火实时图像转化为灰度图像，对每帧图像的每个像素点的亮度信息作为背景环境进行学习，求得未点火状态下灰度图像每个像素点的亮度值；
S2：将待判别图像的每一帧与已学习的未点火状态下灰度图像的对应帧进行像素点的亮度值比较，若待判别图像中没有差值高于或等于预设差异亮度阈值的像素点，则返回步骤S1将当前帧图像的每个像素的亮度值加入背景环境进行学习，否则对差值高于或等于预设差异亮度阈值的像素点用计数器进行计数；
S3：若计数值超过或等于预设差异点数阈值，且持续的帧数高于或等于预设持续帧数阈值则判定增雨作业烟条成功点火；若计数值超过或等于预设差异点数阈值但持续帧数低于预设持续帧数阈值则判定为扰动现象，将计数器复位并返回步骤S1；
S4：判定成功点火后，若待判别图像中各像素点前后帧的亮度差均低于所述预设差异亮度阈值，则对满足条件的待判别图像中帧的个数用另一计数器进行计数；
S5：若计数值高于或等于预设的满足条件的图像中帧数阈值，且持续帧数高于预设的持续帧数阈值则判定成功熄灭，否则判定为扰动现象，将所述另一计数器复位并返回步骤S4。
Priority Applications (1)
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| CN201310612851.7A CN103593681B (zh) | 2013-11-28 | 一种机载点火作业监控的方法 |
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Family
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10005809A1 (de) * | 2000-02-10 | 2001-08-30 | Siemens Ag | Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Analyse eindimensionaler Signale, insbesondere von Zündkurven |
| CN102175040A (zh) * | 2011-03-05 | 2011-09-07 | 铁岭铁光仪器仪表有限责任公司 | 采用计算机程序进行燃炉多燃烧器独立熄火报警监控系统 |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10005809A1 (de) * | 2000-02-10 | 2001-08-30 | Siemens Ag | Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Analyse eindimensionaler Signale, insbesondere von Zündkurven |
| CN102175040A (zh) * | 2011-03-05 | 2011-09-07 | 铁岭铁光仪器仪表有限责任公司 | 采用计算机程序进行燃炉多燃烧器独立熄火报警监控系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于图像型森林火灾无线远程监控系统;黄振华等;《中国期刊全文数据库 传感器与微系统》;20091231;第28卷(第3期);全文 * |
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