基于全變分的煙霧濃度檢測方法*

安明偉，錢麗英，李洪昌

（南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)與通信學(xué)院，南京 210023）

0 引言

煙霧濃度是對煙霧量大小及其煙霧危害程度的度量，也是了解大氣的穩(wěn)定度和垂直結(jié)構(gòu)的天氣指標(biāo)。在交通運(yùn)輸安全、火災(zāi)初期煙霧檢測和軍事領(lǐng)域，煙霧濃度定量測量有著重要意義，是一個極為重要的因素。在軍事領(lǐng)域，煙霧給飛機(jī)起降、艦艇編隊(duì)航行、軍地聯(lián)合作戰(zhàn)和火力指揮與運(yùn)用等帶來困難。傳統(tǒng)煙霧度儀器檢測法受取樣空間限制，難以反映環(huán)境真實(shí)狀況，同時(shí)價(jià)格昂貴，靈活性差，不宜普及。當(dāng)前，視頻傳感平臺廣泛應(yīng)用，基于視頻傳感系統(tǒng)，構(gòu)建起先進(jìn)的煙霧濃度監(jiān)視系統(tǒng)，提高了環(huán)境煙霧檢測的“透明度”。基于視頻分析的檢測法，具有易操作等優(yōu)點(diǎn)，已成為研究熱點(diǎn)。

1 煙霧濃度檢測方法分析

基于圖像的煙霧檢測方法，其核心是如何表征煙霧的自身特征。煙霧的特征主要有靜態(tài)特征和動態(tài)特征，靜態(tài)特征通常包括圖像的顏色變化，比如背景模糊特征；動態(tài)特征通常包括煙霧的擴(kuò)散性、不規(guī)則性、運(yùn)動方向性等。通過煙霧的自身特征為基礎(chǔ)的分析，利用圖像的分形特征、灰度信息、模糊度、小波能量等要素，可準(zhǔn)確有效地識別煙霧，并能夠?qū)崿F(xiàn)對煙霧濃度的檢測。

2013 年，袁飛閣提出基于圖像灰度特性檢測煙霧濃度的方法，在火災(zāi)檢測中，火災(zāi)檢測的精度與抗干擾能力得到提升，但是該方法只能實(shí)現(xiàn)淺白色煙霧濃度的檢測，在測量時(shí)，對背景圖像的灰度特征有一定的依賴性，并且對于黑煙檢測效果不理想。……