计算机视觉|基于RGB颜色特征的火焰识别

提出问题及初步分析在计算机中图片一般用数组储存,以像素点为单位。import  cv2 as cvimport numpy as npsrc=cv.imread("img/3.jpg")print(src.shape)print(src.size)----返回值---(323, 500, 3) #(高、宽、通道数)484500   #像素点个数在RGB颜色空间下,每个像素点的颜色由R、G、B三通道组成,RGB颜色空间以R(Red红)、G(Green绿)、B(Blue蓝)三种基本色为基础,进行不同程度的叠加,产生丰富而广泛的颜色,所以也叫三基色模式。每个通道的取值范围从0到255,每种颜色都有对应的RGB值。火焰也是如此,只要找到火焰颜色的RGB值的规律,就可以借此来识别图中的火焰。那么如何找到火焰的RGB值规律呢?解决问题最简单的方法就是统计学中的抽样调查,找几张只有火焰的图,读取它们的RGB值,并从中找出规律。也可以参考他人所写的相关文章,直接借用别人的数据。例如下图:

#计算机中像素点RGB值在数组中存储的顺序是B、G、Rb=0g=0r=0for i in range(len(src)):for j in range(len(src[i])):b += src[i][j][0]g += src[i][j][1]r += src[i][j][2]#三通道均值b_=b/src.sizeg_=g/src.sizer_=r/src.sizeprint("b、g、r三通道均值分别为{}、{}、{}".format(b_,g_,r_))----返回值---b、g、r三通道均值分别为5.259146666666667、33.386674666666664、74.47014266666666分析问题除了RGB的取值范围存在规律之外,RGB三者的值之间也存在关系,这里直接提供一些数据作为参考。火焰RGB均值取值范围:R=217、G=109、B=78

RGB模式下提取疑似火焰上述式子中R(x,y),G(x,y),B(x,y)表示该像素点三种颜色的通道值,Rmon表示R通道的平均值, K代表总像素点数。疑似火焰区域的关系式:r=R/(R+G+B)g=G/(R+G+B)b=B/(R+G+B)g>=0.846b+0.048g<=-0.461b+0.495g<=191.957b-0.621将上述公式作为条件,可以大致提取疑似火焰部分效果图:

#代码import cv2 as cvimport numpy as npsrc=cv.imread("img/3.jpg")def img_show(src):ch=np.random.rand()*100cv.namedWindow("图片", cv.WINDOW_AUTOSIZE)cv.imshow("图片", src)cv.waitKey(0)cv.destroyAllWindows()def img_process(src):#三通道均值:蓝,绿,红r_aver=217g_aver=110b_aver=78for i in range(len(src)):for j in range(len(src[i])):b_p=src[i][j][0]/sum(src[i][j])#b=b/(R+B+G)g_p=src[i][j][1]/sum(src[i][j])r_p = src[i][j][2] / sum(src[i][j])if src[i][j][2]>r_aver and src[i][j][2]>src[i][j][1]>src[i][j][0] :if r_p>=1.14*g_p-0.076 and r_p<=-0.989*g_p+0.991 and    r_p>=-2.077*g_p+1.025:if r_p<=-1.881*b_p+0.9582 and r_p<=95.348*b_p+0.171 and r_p>=-0.543*b_p+0.506:if g_p>=0.846*b_p+0.048 and g_p<=-0.461*b_p+0.495 and g_p<=191.957*b_p-0.621:src[i][j][0] = 0src[i][j][1] = 255src[i][j][2] = 0return srcnew_image=img_process(src)img_show(new_image)参考文献[1]耿庆田,于繁华,赵宏伟,王闯.基于颜色特征的火焰检测新算法[J].吉林大学学报(工学版),2014,44(06):1787-1792.实习编辑:贾婧媛稿件来源:深度学习与文旅应用实验室(DLETA)

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