基于contourlet林火图像多重分形分割的研究

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1、万方数据第3l卷第4期2010年4月仪器仪表学报ChineseJournalofScientifieInstrumentV01．3lNo．4Apr．2010基于Contourlet林火图像多重分形分割的研究水蒋爱平，于洋(黑龙江大学电子工程学院哈尔滨150080)摘要：提出了一种多重分形和Contourlet变换相结合的森林火灾图像分割新算法。先对图像进行Contourlet多层分解，得到一系列多尺度、局部化、多方向的子带图像。然后对低频子带进行多重分形特性分析，再将多重分形谱作为特征参鼍进行像素筛选，筛选出标志不同景物的像素点

2、。最后，根据这些像素点的不同分布进行图像分割，从而实现烟雾的分割。实验结果表明，这种算法能够有效地实现火焰和烟雾的分割，提高了森林火灾图像分割的有效性。关键词：图像分割；Contourlet变换；多重分形谱；分布特点中图分类号：TP391文献标识码：A国家标准学科分类代码：510．40ForestfireimagesegmentationbasedonmultifractalandContourlettransformJiangAiping，YuYang(SchoolofElectronicEngineering，Heilon舒

3、iangUniversity，Harbin150080，China)Abstract：AnewsegmentationalgorithmforforestfireimagebasedonmultifractalandContourlettransformispro-posed．Thealgorithmfirstlydecomposestheimageintoseveralsubbandimageswithmulti．scale，localizationandmulti—directionusingContourlettransf

4、orm．Then，multifraetalanalysisoflowfrequencysub-bandisperformed．Themuhifraetalspectrumisusedasthecharacteristicparameterstofilterthepixelsthatmarkdifferentscenery．Atlast．accordingtothedistributionofthesepixels，fireandsmokesegmentationisrealized．Experimentalresultsshow

5、thatthealgorithmCansegmentflameandsmokeeffectivelyandimprovetheefficiencyofsegmentationofforestfireimage．Keywords：imagesegmentation；Contourlettransform；muhifractalspectrum；distribution引言森林火灾的危害相当严重，不仅会烧毁林木，降低木材资源的数量和质量，造成森林资源的重大损失和全球性的环境污染，还会造成大量动植物死亡，破坏大自然的生态平衡，引起森林

6、小气候的变化。森林火灾具有突发性和随机性，在短时间内能造成巨大损失¨引。因此，如何在现有的计算机、通讯、航空航天等高技术的带动下，研究一种具有实时性和准确性极高的森林火灾图像分割算法成为目前迫切需要解决的问题‘引。近年来，研究人员已逐渐把目光转向图像型火灾图像分割算法研究上。例如：基于小波变换后图像能量差异法¨1、利用图像型火焰三原色特点分割法帕1、传统算子边缘分割法_o以及烟雾分形编码分割法旧1。尤其是简单分形理论的引入使图像型森林火灾分割算法的准确性得到很大的提高。要想在森林火灾准确率和实时性上有所突破，首先要在复杂的背景图

7、像中准确识别出烟雾。尤其是区分开烟雾与水雾、云雾，这样才能在森林火灾早期时做出准确地预报。而利用多重分形谱作为识别参量就可以很好地解决这一问题。其次是如何在不降低识别准确性的基础上提高算法的实时性。图像多尺度几何分解是基于小波收稿日期：2009-07ReceivedDate：2009-07}基金项目：黑龙江省教育厅电子工程重点实验室科学研究项目(DZZD20100019)、黑龙江省研究生课程创新项目(YJSKC2008-01)资助万方数据第4期蒋爱平等：基于Contourlet林火图像多重分形分割的研究819变换原理发展而来的新

8、生概念，Contour]et变换就是其中最具代表性的一种。它不仅具有小波变换多分辨率和时频局域性分析的优点，还弥补了小波变换仅3个方向分解的不足，在图像分析领域具有不可替代的优越性一J。将其引入森林火灾图像分割中可以很好地提高算法的实时性。本文将图像多尺度分析和