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基于优化Scharr算法的AR智能消防头盔设计OA

Augmented Reality Smart Firefighting Helmet Design Based on Optimized Scharr Algorithm

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针对当前消防头盔智能化水平低、无法为消防员提供视觉辅助的缺点,将AR 与热红外成像技术相结合,设计了一款智能消防头盔.在考虑热红外图像成像模糊的基础上,提出优化Scharr边缘检测算法,对热红外图像进行边缘提取增强,并通过AR 显示器呈现给消防员.具体算法流程包括:采用高斯滤波对图像进行平滑处理,降低噪声对后续边缘检测的影响;在传统Scharr算子基础上,增加0°、45°、90°、135°、225°及 315°六个方向的滤波,生成多张边缘图像;开展最大值合成和归一化处理,确保边缘信息的一致性和清晰度.实验结果表明,本文算法满足实时性和实际应用需求,且与传统 Scharr算法相比,本文算法在结构相似度(SSIM)方面提高了15%,特征相似度(FSIM)提高了7.6%,均方误差(MSE)降低了3.3%.

This study addressed the current low level of intelligence in firefighting helmets,which fail to provide visual assistance to firefighters.Augmented reality(AR)was combined with infrared thermal imaging technology to design an intelligent firefighting helmet.Because thermal infrared images often suffer from blurring,this study explored the optimization of the Scharr edge detection algorithm to enhance the edge extraction of thermal infrared images,which could then be presented to firefighters via an AR display.The specific algorithm process included the use of Gaussian filtering to smooth the image and reduce the impact of noise on the subsequent edge detection,adding filtering in six directions(0°,45°,90°,135°,225°,and 315°)to the traditional Scharr operator,generating multiple edge images,and performing maximum value synthesis and normalization to ensure consistency and clarity of the edge information.The experimental results showed that the proposed algorithm meets the real-time and practical application requirements.Compared to the traditional Scharr algorithm,the proposed algorithm improved the structural similarity and feature similarity indices by 15%and 7.6%,respectively,and reduced the mean squared error by 3.3%.

李森;张佳轶;张程荣;尹玉茹;胡慧敏;田雨田

郑州轻工业大学 建筑环境工程学院,河南 郑州 450001郑州轻工业大学 建筑环境工程学院,河南 郑州 450001郑州轻工业大学 建筑环境工程学院,河南 郑州 450001郑州轻工业大学 建筑环境工程学院,河南 郑州 450001郑州轻工业大学 建筑环境工程学院,河南 郑州 450001郑州轻工业大学 建筑环境工程学院,河南 郑州 450001

信息技术与安全科学

消防头盔AR热红外成像边缘检测Scharr算法

firefighting helmetsaugmented reality(AR)infrared thermal imagingedge detectionScharr algorithm

《红外技术》 2026 (8)

935-942,8

河南省高等学校青年骨干教师培养计划(2021GGJS094),河南省高等学校大学生创新创业训练计划项目(202410462076).

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