Page 77 - 无损检测2023年第四期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202304009

基于三次 B 样条小波变换和 Cann y 算法的

火焰边缘检测算法

丁 妍, 姚爱琴, 张智尊

( 中北大学 信息与通信工程学院, 太原 030051 )
摘 要: 为了更加有效地提取枪口火焰边缘, 设计了一种基于融合三次 B 样条小波变换和

Cann y 算法的边缘检测算法。首先, 取三次 B 样条小波函数对得到的火焰图像进行卷积运算; 其
次, 针对 Cann y 算法存在的问题进行改进, 将梯度模板改用 Scharr算子在原有方向的基础上增加
两个方向, 通过引入图像复杂度改进的 Otsu算法选取高低阈值; 最后, 通过一定的融合规则获取
高低频分量, 进行小波逆变换, 重构图像获取最终边缘图像。试验结果表明, 该融合优化算法可以
准确定位边缘, 有效抑制噪声, 火焰边缘检测结果完整清晰, 客观评价优于单一算法结果。

关键词: 枪口火焰; 三次 B样条小波; Cann y 算法; 融合优化

中图分类号: TP391 ; TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 04-0043-05

Flameed g edetectional g orithmbasedoncubicB-s p linewavelettransformandCann y al g orithm

DINGYan , YAOAi q in , ZHANGZhizun

( SchoolofInformationandCommunicationsEn g ineerin g , NorthUniversit y ofChina , Tai y uan030051 , China )

Abstract : Inordertoextractmuzzleflameed g einformation moreefficientl y , aned g edetectional g orithm

combinin g cubicB-s p linewavelettransformandCann y al g orithmwasdesi g ned.Firstl y , thecubicB-s p linewavelet

functionisconvolvedwiththeflameima g e.Secondl y , accordin g tothe p roblemsexistin g inCann y al g orithm , the

g radienttem p latewaschan g edtoScharro p eratortoaddtwodirectionsonthebasisoftheori g inaldirection , andthe

Otsual g orithmwithim p rovedima g ecom p lexit ywasintroducedtoselecthi g handlowthresholds.Finall y , hi g hand

lowfre q uenc y com p onentswereobtainedb yacertainfusionrule , andthefinalmar g inima g ecanbeobtainedb y

inversewavelettransform.Theex p erimentalresultsshowthatthefusional g orithmcanaccuratel ylocateed g e

contour , effectivel y su pp ressnoisever ywell , andtheflameed g edetectionresultsarecom p leteandclear.Ob j ective

evaluationwasbetterthanthoseresultsb y usin g sin g leal g orithm.

Ke ywords : muzzleflame ; cubicB-s p linewavelet ; Cann y al g orithm ; fusiono p timization
军事武器是军队建设的基础, 枪械作为军队中 械制造过程中, 合理地设计口径以及发射药含量是
必不可少的武器, 其优化研究也从未间断 [ 1-2 ] 。枪械 保证枪口火焰在合理范围内的重要因素。要分析火
在使用时, 会同时出现烟雾、 噪声、 枪口火焰等现 焰的大小, 形状等几何参数, 就要对火焰的边缘进行
象 [ 3-4 ] 。如果射击过程中出现枪口火焰过大的情况, 完整提取, 这就要求对边缘进行精准定位。枪口火
不仅会对射手造成不良影响, 也侧面说明发射药没 焰的边缘检测可以为枪械设计优化提供一定依据。
有完全燃烧, 化学能没有完全转化为热能 [ 5 ] 。在枪 由于枪口火焰持续时间短, 常常利用高速摄像机对
其进行采集, 获取火焰图像序列并进行边缘检测。
对于常见的图像边缘检测算法, 一般通过求解导
收稿日期: 2022-07-18
数一阶或二阶微分, 利用图像边缘灰度值的突变进行
作者简介: 丁 妍( 1997- ), 女, 硕士研究生, 主要研究方向为动
态测试技术、 图像处理技术等 边缘检测, 例如 Sobel 算法、 Lo g 算法、 La p lacian算法
[ 6 ]
通信作者: 姚爱琴, y aoai q in@nuc.edu.cn 等 。这些算法只能对一些简单的图像进行检测,
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2023年 第45卷 第4期
无损检测