[OpenCV+VS2015]火焰检测算法（HSI判据）

1 HSI模型和简介

别人的宝藏文章：https://blog.csdn.net/qq_27569955/article/details/51531460
模型，还有RGB转HSI的关系这里面的介绍都很棒，我从中受益匪浅

2 代码

#include <opencv2\opencv.hpp>
#include <iostream>
#include <math.h>using namespace cv;
using namespace std;double Judge(double in);
void RGBtoHIS(Mat& image_input, Mat& image_output);
void DrawFire(Mat &inputImg, Mat foreImg);
void FireDetection(Mat &image_input, Mat &image_output);int main(int argc, char** argv) {Mat src = imread("E:\\vs_work\\firedetection\\8.jpg");Mat dst;FireDetection(src, dst);imshow("original picture", src);imshow("convert picture", dst);//imwrite("E:\\vs_work\\result\\10_binary_image.jpg", dst);//imwrite("E:\\vs_work\\result\\10_Detect_Fire.jpg", src);waitKey(0);return 0;
}void FireDetection(Mat &image_input, Mat &image_output)
{image_output = Mat::zeros(image_input.size(), CV_8UC1); //初始化output矩阵Mat image_middle;if (image_input.empty()) {printf("could not load image...please try again!/n ");}if (image_output.empty() || image_output.channels() != 1) {printf("could not initialize output...please try again!/n ");}/*初始化程序报错*/RGBtoHIS( image_input,  image_middle);for (int i = 0; i < image_middle.rows; i++) {for (int j = 0; j < image_middle.cols; j++) {double H, S, I;H = image_middle.at<uchar>(i, image_middle.channels()*j + 0);S = image_middle.at<uchar>(i, image_middle.channels()*j + 1);I = image_middle.at<uchar>(i, image_middle.channels()*j + 2);if ((H>0 && H<60) && S>20 && S<255 && I>30 && I<255){image_output.at<uchar>(i, j) = 255;//printf("H = %f", H);}else{image_output.at<uchar>(i, j) = 0;}}}namedWindow("original image", WINDOW_AUTOSIZE);imshow("original image", image_input);namedWindow("binary image", WINDOW_AUTOSIZE);imshow("binary image", image_output);imshow("HIS image", image_middle);DrawFire(image_input, image_output);
}void DrawFire(Mat &inputImg, Mat foreImg)
{vector<vector<Point>> contours_set;//保存轮廓提取后的点集及拓扑关系  findContours(foreImg, contours_set, RETR_EXTERNAL, CHAIN_APPROX_NONE);Mat result0;Scalar holeColor;Scalar externalColor;vector<vector<Point>>::iterator iter = contours_set.begin();for (; iter != contours_set.end(); )   //迭代器循环{Rect rect = boundingRect(*iter);/* float radius;Point2f center;minEnclosingCircle(*iter, center, radius);*/if (rect.area()> 0){rectangle(inputImg, rect, Scalar(0, 255, 0));  //scalar表示是什么颜色去框选++iter;}else{iter = contours_set.erase(iter);}}imshow("Detect Fire", inputImg);
}void RGBtoHIS(Mat& image_input, Mat& image_output)
{image_output = Mat::zeros(image_input.size(), CV_8UC3); //初始化output矩阵if (image_input.empty()) {printf("could not load RGBtoHIS image...please try again!/n ");}if (image_output.empty() || image_output.channels() != 3) {printf("could not initialize RGBtoHIS output...please try again!/n ");}/*初始化程序报错*/for (int i = 0; i < image_input.rows; i++) {for (int j = 0; j < image_input.cols; j++) {float R, G, B;B = image_input.at<uchar>(i, image_input.channels()*j + 0);G = image_input.at<uchar>(i, image_input.channels()*j + 1);R = image_input.at<uchar>(i, image_input.channels()*j + 2);//RGB转HIS公式编写/*   B = B / 255.0;G = G / 255.0;R = R / 255.0;*/float minRGB = min(min(R, G), B);double I = (R + B + G) / 3;double S = 1 - 3 * minRGB / (R + B + G);double H;double theta, den, num, esp = 0.0000001;double pi = 3.14159265;num = 0.5*((R - G) + (R - B));den = (R - G)*(R - G) + (R - B)*(G - B);den = sqrt(den);den = num / (den);   //den = num / (den+esp);theta = acos(den);if (G >= B){H = theta;}else{H = 2 * pi - theta;}//H的单位是弧度//H = Judge(H * 255);//I = Judge(I * 255);//S = Judge(S * 255);H = H / (2 * pi);image_output.at<uchar>(i, image_output.channels()*j + 0) = H*360 ;image_output.at<uchar>(i, image_output.channels()*j + 1) = S*255 ;image_output.at<uchar>(i, image_output.channels()*j + 2) = I*255 ;}}
}double Judge(double in)
{double out;if (in < 0){out = 0;}if (in > 255){out = 255;}else{out = in;}return out;
}

3 注意点

1、HSI模型下中的H要注意一开始计算出来是弧度，要把它转化为角度，然后判断0~60°内是红到黄色的变换

2、我这里使用的HSI参数是可以随着不同的变化调整的

   0<H<60 20<S<255 30<I<255

4 效果

很简单的算法，后面还要学一些更好的检测方法

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