一種基于雙光譜的可見光圖像提取系統(tǒng)與方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于雙光譜的可見光圖像提取系統(tǒng)與方法,其系統(tǒng)包括圖像采集模塊、灰度值確定模塊、輪廓識別模塊和目標(biāo)圖像提取模塊；圖像采集模塊用于采集原始紅外灰度圖像和對應(yīng)的原始可見光圖像；灰度值確定模塊用于確定原始紅外灰度圖像中每個像素點的灰度值；輪廓識別模塊用于從原始灰度圖像中識別出目標(biāo)輪廓；目標(biāo)圖像提取模塊用于根據(jù)目標(biāo)輪廓從原始可見光圖像中提取目標(biāo)可見光圖像。本發(fā)明提供了一種基于雙光譜的可見光圖像提取系統(tǒng)與方法，從原始紅外灰度圖像識別出目標(biāo)輪廓，再從原始可見光圖像中提取對應(yīng)的目標(biāo)可見光圖像，實現(xiàn)目標(biāo)可見光圖像與背景圖像的準(zhǔn)確分離。
【專利說明】
一種基于雙光譜的可見光圖像提取系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種基于雙光譜的可見光圖像提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]可見光相機(jī)是可見光成像技術(shù)發(fā)展的重要產(chǎn)物，具有距離遠(yuǎn)，分辨率高等優(yōu)點，被應(yīng)用于軍用、民用、交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€領(lǐng)域。
[0003]在輸電線路的監(jiān)控中，往往需要利用可見光相機(jī)拍攝高清圖像或者視頻，傳回地面監(jiān)控站進(jìn)行分析;輸電線路的監(jiān)控，主要是對絕緣子、連接金具和導(dǎo)線等重要目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控;但可見光相機(jī)拍攝的目標(biāo)大多與背景相融合，可見光圖像中包括了拍攝目標(biāo)和拍攝背景;從可見光圖像中將背景分離，得到需要的目標(biāo)圖像很不容易，這就給重要目標(biāo)的監(jiān)控帶來了很大不便;為了便于輸電線路的監(jiān)控，提高工作效率，對目標(biāo)可見光圖像的提取成為了一個重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于雙光譜的可見光圖像提取系統(tǒng)與方法，從原始紅外灰度圖像識別出目標(biāo)輪廓，再從原始可見光圖像中提取對應(yīng)的目標(biāo)可見光圖像，實現(xiàn)目標(biāo)可見光圖像與背景圖像的準(zhǔn)確分離。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種基于雙光譜的可見光圖像提取系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、灰度值確定模塊、輪廓識別模塊和目標(biāo)圖像提取模塊；
圖像采集模塊用于采集原始紅外灰度圖像和對應(yīng)的原始可見光圖像;灰度值確定模塊用于確定原始紅外灰度圖像中每個像素點的灰度值;輪廓識別模塊用于從原始灰度圖像中識別出目標(biāo)輪廓；目標(biāo)圖像提取模塊用于根據(jù)目標(biāo)輪廓從原始可見光圖像中提取目標(biāo)可見光圖像。
[0006]所述的圖像采集模塊包括攝像角度相同的紅外熱像儀和可見光相機(jī);紅外熱像儀用于采集原始紅外溫度圖像、可見光相機(jī)用于采集原始可見光圖像。
[0007]所述的圖像采集模塊還包括灰度圖像轉(zhuǎn)換單元，用于將原始紅外溫度圖像轉(zhuǎn)換為原始紅外灰度圖像。
[0008]所述的輪廓識別模塊包括閾值設(shè)定單元、灰度比較單元、標(biāo)記單元和輪廓提取單元；
閾值設(shè)定單元用于預(yù)先設(shè)定灰度閾值;灰度比較單元用于將原始紅外灰度圖像中每一個像素點的灰度值與設(shè)定的灰度閾值進(jìn)行比較;標(biāo)記單元用戶將灰度值大于閾值的像素點進(jìn)行標(biāo)記;輪廓提取單元用于識別原始紅外圖像中所有具有標(biāo)記的像素點構(gòu)成的局部圖像，并提取該局部圖像的輪廓，作為目標(biāo)輪廓。
[0009]所述的目標(biāo)圖像提取模塊包括圖像調(diào)整單元、圖像重合單元和圖像分割單元； 所述的圖像調(diào)整單元用于將原始可見光圖像進(jìn)行調(diào)整，使其與紅外灰度圖像尺寸相同；圖像重合單元用于將原始紅外圖像和原始可見光圖像重合到一起；圖像分割單元用于根據(jù)目標(biāo)輪廓，對原始可見光圖像中對應(yīng)輪廓范圍內(nèi)的所有像素點進(jìn)行提取，得到分割后的目標(biāo)可見光圖像。
[0010]—種基于雙光譜的可見光圖像提取方法，包括以下步驟:
51.獲取原始紅外灰度圖像和對應(yīng)的原始可見光圖像；
52.確定原始紅外灰度圖像中每個像素點的灰度值；
53.識別目標(biāo)輪廓；
54.根據(jù)得到的目標(biāo)輪廓，在原始可見光圖像中提取對應(yīng)的目標(biāo)可見光圖像。
[0011]所述的步驟SI包括以下子步驟:
SI 1.利用紅外熱像儀獲取原始紅外溫度圖像；
512.利用可見光相機(jī)在同一時間，從相同的拍攝角度獲取對應(yīng)的可見光圖像；
513.建立溫度直方圖，將原始紅外溫度圖像轉(zhuǎn)換為原始紅外灰度圖像。
[0012]所述的步驟S3包括以下子步驟:
531.預(yù)先設(shè)定灰度閾值；
532.依次將原始紅外灰度圖像中每一個像素點的灰度值與設(shè)定的灰度閾值比較:
(1)如果當(dāng)前像素點的灰度值小于灰度閾值，進(jìn)行下一個像素點的灰度值比較；
(2)如果當(dāng)前像素點的灰度值不小于灰度閾值，將當(dāng)前像素點進(jìn)行標(biāo)記，并進(jìn)行下一個像素點的灰度值比較；
533.比較完成后，識別原始紅外圖像中所有具有標(biāo)記的像素點構(gòu)成的局部圖像，并提取該局部圖像的輪廓作為目標(biāo)輪廓。
[0013]所述的步驟S4包括以下子步驟:
541.將原始可見光圖像進(jìn)行調(diào)整，使其與原始紅外灰度圖像尺寸相同；
542.使原始可見光圖像與原始紅外圖像相互重合；
543.根據(jù)步驟S3中得到的目標(biāo)輪廓，對原始可見光圖像中對應(yīng)輪廓范圍內(nèi)的所有像素點進(jìn)行提取，得到目標(biāo)可見光圖像。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過紅外熱像儀得到獲取原始紅外溫度圖像，并將其轉(zhuǎn)換為原始紅外灰度圖像，從原始紅外灰度圖像識別出目標(biāo)輪廓，再從可見光相機(jī)拍攝得到的原始可見光圖像中提取對應(yīng)的目標(biāo)可見光圖像，實現(xiàn)了目標(biāo)可見光圖像與背景圖像的準(zhǔn)確分離。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理框圖；
圖2為本發(fā)明的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0017]如圖1所示，種基于雙光譜的可見光圖像提取系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、灰度值確定模塊、輪廓識別模塊和目標(biāo)圖像提取模塊；
圖像采集模塊用于采集原始紅外灰度圖像和對應(yīng)的原始可見光圖像;灰度值確定模塊用于確定原始紅外灰度圖像中每個像素點的灰度值;輪廓識別模塊用于從原始灰度圖像中識別出目標(biāo)輪廓；目標(biāo)圖像提取模塊用于根據(jù)目標(biāo)輪廓從原始可見光圖像中提取目標(biāo)可見光圖像。
[0018]所述的圖像采集模塊包括攝像角度相同的紅外熱像儀和可見光相機(jī);紅外熱像儀用于采集原始紅外溫度圖像、可見光相機(jī)用于采集原始可見光圖像。
[0019]進(jìn)一步地，紅外熱像儀可以和可見光相機(jī)平行安裝于同一支撐柱上；也可以安裝于不同的安裝柱上，但是必須保證紅外熱像儀采集圖像的背景和目標(biāo)與可見光相機(jī)完全一致;甚至于，可以直接采用集成了可見光相機(jī)的紅外熱像儀，如H2630紅外熱像儀等。
[0020]所述的圖像采集模塊還包括灰度圖像轉(zhuǎn)換單元，用于將原始紅外溫度圖像轉(zhuǎn)換為原始紅外灰度圖像。
[0021]所述的輪廓識別模塊包括閾值設(shè)定單元、灰度比較單元、標(biāo)記單元和輪廓提取單元；
閾值設(shè)定單元用于預(yù)先設(shè)定灰度閾值;灰度比較單元用于將原始紅外灰度圖像中每一個像素點的灰度值與設(shè)定的灰度閾值進(jìn)行比較;標(biāo)記單元用戶將灰度值大于閾值的像素點進(jìn)行標(biāo)記;輪廓提取單元用于識別原始紅外圖像中所有具有標(biāo)記的像素點構(gòu)成的局部圖像，并提取該局部圖像的輪廓，作為目標(biāo)輪廓。
[0022]所述的目標(biāo)圖像提取模塊包括圖像調(diào)整單元、圖像重合單元和圖像分割單元； 所述的圖像調(diào)整單元用于將原始可見光圖像進(jìn)行調(diào)整，使其與紅外灰度圖像尺寸相同；圖像重合單元用于將原始紅外圖像和原始可見光圖像重合到一起；圖像分割單元用于根據(jù)目標(biāo)輪廓，對原始可見光圖像中對應(yīng)輪廓范圍內(nèi)的所有像素點進(jìn)行提取，得到分割后的目標(biāo)可見光圖像。
[0023]如圖2所示，一種基于雙光譜的可見光圖像提取方法，包括以下步驟:
51.獲取原始紅外灰度圖像和對應(yīng)的原始可見光圖像；
52.確定原始紅外灰度圖像中每個像素點的灰度值；
53.識別目標(biāo)輪廓；
54.根據(jù)得到的目標(biāo)輪廓，在原始可見光圖像中提取對應(yīng)的目標(biāo)可見光圖像。
[0024]所述的步驟SI包括以下子步驟:
SI 1.利用紅外熱像儀獲取原始紅外溫度圖像；
512.利用可見光相機(jī)在同一時間，從相同的拍攝角度獲取對應(yīng)的可見光圖像；
513.建立溫度直方圖，將原始紅外溫度圖像轉(zhuǎn)換為原始紅外灰度圖像。
[0025]進(jìn)一步地，將紅外溫度圖像轉(zhuǎn)換為紅外灰度圖像的算法是非常成熟的技術(shù)，本申請就不再多作介紹。
[0026]轉(zhuǎn)換得到的原始紅外灰度圖像中，由于每個像素點的灰度值對應(yīng)著該像素點的溫度，通過像素點的灰度值能夠反映該像素點對應(yīng)的景物溫度。
[0027]所述的步驟S3包括以下子步驟:
531.預(yù)先設(shè)定灰度閾值；
532.依次將原始紅外灰度圖像中每一個像素點的灰度值與設(shè)定的灰度閾值比較:
(1)如果當(dāng)前像素點的灰度值小于灰度閾值，進(jìn)行下一個像素點的灰度值比較；
(2)如果當(dāng)前像素點的灰度值不小于灰度閾值，將當(dāng)前像素點進(jìn)行標(biāo)記，并進(jìn)行下一個像素點的灰度值比較；
S33.比較完成后，識別原始紅外圖像中所有具有標(biāo)記的像素點構(gòu)成的局部圖像，并提取該局部圖像的輪廓作為目標(biāo)輪廓。
[0028]在輸電線路中(或其他應(yīng)用場景)，重要目標(biāo)(如絕緣子、連接金具和導(dǎo)線等)與背景景物的溫度是不同的，轉(zhuǎn)換得到的原始紅外灰度圖像中，目標(biāo)圖像的灰度值與背景也不相同，故通過灰度閾值的設(shè)定和比較，就能夠?qū)⒃蓟叶葓D像中，目標(biāo)圖像所對應(yīng)的像素點分離出來;這些像素點所組成的圖像輪廓即為目標(biāo)輪廓。
[0029]所述的步驟S4包括以下子步驟:
541.將原始可見光圖像進(jìn)行調(diào)整，使其與原始紅外灰度圖像尺寸相同；
542.使原始可見光圖像與原始紅外圖像相互重合；
543.根據(jù)步驟S3中得到的目標(biāo)輪廓，對原始可見光圖像中對應(yīng)輪廓范圍內(nèi)的所有像素點進(jìn)行提取，得到目標(biāo)可見光圖像。
[0030]由于紅外熱像儀的拍攝角度、背景和目標(biāo)均與可見光相機(jī)完全相同，故將原始可見光圖像進(jìn)行微調(diào)整，使其與紅外灰度圖像尺寸相同，兩者重合后，對應(yīng)的目標(biāo)圖像和背景圖像均完全重合，根據(jù)從原始紅外圖像中得到的目標(biāo)輪廓，就能夠?qū)υ伎梢姽鈭D像中對應(yīng)輪廓范圍內(nèi)的所有像素點進(jìn)行提取，這些像素點構(gòu)成的圖像即為目標(biāo)可見光圖像;從而就實現(xiàn)了目標(biāo)可見光圖像與背景圖像的準(zhǔn)確分離。
【主權(quán)項】
1.一種基于雙光譜的可見光圖像提取系統(tǒng)，其特征在于:包括圖像采集模塊、灰度值確定模塊、輪廓識別模塊和目標(biāo)圖像提取模塊； 圖像采集模塊用于采集原始紅外灰度圖像和對應(yīng)的原始可見光圖像;灰度值確定模塊用于確定原始紅外灰度圖像中每個像素點的灰度值;輪廓識別模塊用于從原始灰度圖像中識別出目標(biāo)輪廓；目標(biāo)圖像提取模塊用于根據(jù)目標(biāo)輪廓從原始可見光圖像中提取目標(biāo)可見光圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙光譜的可見光圖像提取系統(tǒng)，其特征在于:所述的圖像采集模塊包括攝像角度相同的紅外熱像儀和可見光相機(jī);紅外熱像儀用于采集原始紅外溫度圖像、可見光相機(jī)用于采集原始可見光圖像。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙光譜的可見光圖像提取系統(tǒng)，其特征在于:所述的圖像采集模塊還包括灰度圖像轉(zhuǎn)換單元，用于將原始紅外溫度圖像轉(zhuǎn)換為原始紅外灰度圖像。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙光譜的可見光圖像提取系統(tǒng)，其特征在于:所述的輪廓識別模塊包括閾值設(shè)定單元、灰度比較單元、標(biāo)記單元和輪廓提取單元； 閾值設(shè)定單元用于預(yù)先設(shè)定灰度閾值;灰度比較單元用于將原始紅外灰度圖像中每一個像素點的灰度值與設(shè)定的灰度閾值進(jìn)行比較;標(biāo)記單元用戶將灰度值大于閾值的像素點進(jìn)行標(biāo)記;輪廓提取單元用于識別原始紅外圖像中所有具有標(biāo)記的像素點構(gòu)成的局部圖像，并提取該局部圖像的輪廓，作為目標(biāo)輪廓。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙光譜的可見光圖像提取系統(tǒng)，其特征在于:所述的目標(biāo)圖像提取模塊包括圖像調(diào)整單元、圖像重合單元和圖像分割單元； 所述的圖像調(diào)整單元用于將原始可見光圖像進(jìn)行調(diào)整，使其與紅外灰度圖像尺寸相同；圖像重合單元用于將原始紅外圖像和原始可見光圖像重合到一起；圖像分割單元用于根據(jù)目標(biāo)輪廓，對原始可見光圖像中對應(yīng)輪廓范圍內(nèi)的所有像素點進(jìn)行提取，得到分割后的目標(biāo)可見光圖像。6.—種基于雙光譜的可見光圖像提取方法，其特征在于:包括以下步驟: S1.獲取原始紅外灰度圖像和對應(yīng)的原始可見光圖像； S2.確定原始紅外灰度圖像中每個像素點的灰度值； S3.識別目標(biāo)輪廓； S4.根據(jù)得到的目標(biāo)輪廓，在原始可見光圖像中提取對應(yīng)的目標(biāo)可見光圖像。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于雙光譜的可見光圖像提取系統(tǒng)，其特征在于:所述的步驟SI包括以下子步驟: S11.利用紅外熱像儀獲取原始紅外溫度圖像； S12.利用可見光相機(jī)在同一時間，從相同的拍攝角度獲取對應(yīng)的可見光圖像； S13.建立溫度直方圖，將原始紅外溫度圖像轉(zhuǎn)換為原始紅外灰度圖像。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于雙光譜的可見光圖像提取系統(tǒng)，其特征在于:所述的步驟S3包括以下子步驟: S31.預(yù)先設(shè)定灰度閾值； S32.依次將原始紅外灰度圖像中每一個像素點的灰度值與設(shè)定的灰度閾值比較: (1)如果當(dāng)前像素點的灰度值小于灰度閾值，進(jìn)行下一個像素點的灰度值比較； (2)如果當(dāng)前像素點的灰度值不小于灰度閾值，將當(dāng)前像素點進(jìn)行標(biāo)記，并進(jìn)行下一個像素點的灰度值比較； S33.比較完成后，識別原始紅外圖像中所有具有標(biāo)記的像素點構(gòu)成的局部圖像，并提取該局部圖像的輪廓作為目標(biāo)輪廓。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于雙光譜的可見光圖像提取系統(tǒng)，其特征在于:所述的步驟S4包括以下子步驟: S41.將原始可見光圖像進(jìn)行調(diào)整，使其與原始紅外灰度圖像尺寸相同； S42.使原始可見光圖像與原始紅外圖像相互重合； S43.根據(jù)步驟S3中得到的目標(biāo)輪廓，對原始可見光圖像中對應(yīng)輪廓范圍內(nèi)的所有像素點進(jìn)行提取，得到目標(biāo)可見光圖像。
【文檔編號】G06T7/00GK106056594SQ201610358920
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】余旭東, 楊哲印
【申請人】四川桑萊特智能電氣設(shè)備股份有限公司