هیدروفیزیک

هیدروفیزیک

تشخیص خودکار باران از ویدئوهای دیجیتال با استفاده از الگوریتم جریان نوری فارنبک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده‌ مهندسی‌عمران،آب ‌و‌ محیط‌زیست‌، دانشگاه‌شهید‌بهشتی، تهران، ایران
2 دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
3 دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط ‌زیست، دانشگاه شهید بهشتی، ایران
چکیده
تشخیص خودکار باران از تصاویر دیجیتال، به‌ویژه در مناطق فاقد تجهیزات سنتی، ابزاری کم‌هزینه و مؤثر برای پایش جوی و ارائه هشدار سریع است. در این پژوهش، الگوریتم جریان نوری فارنبک (Farneback) برای شناسایی حرکت‌های ناشی از باران در فریم‌های متوالی ویدئو به‌کار گرفته شد. این روش با تحلیل حرکت عمودی پیکسل‌ها قادر به تشخیص بارش است و به‌عنوان روشی ساده و نسبتاً پایدار در شرایط واقعی عمل می‌کند. برای ارزیابی، مجموعه‌ای از ویدئوهای بارانی و غیر بارانی انتخاب و نتایج با برچسب‌گذاری دستی مقایسه شدند. دقت میانگین الگوریتم حدودا 78/72 درصد است که نشان‌دهنده توانایی مناسب آن در تشخیص باران است، به‌ویژه در ویدئوهای با نرخ فریم ثابت و روشنایی نسبتاً بالاتر. نتایج نشان می‌دهد که این روش می‌تواند با ترکیب شدن با سایر روش‌ها و آموزش دیدن به نتایج مطلوب‌تری دست پیدا کند و از نظر هزینه و پیاده‌سازی مقرون‌به‌صرفه باشد. این رویکرد برای کاربردهای بلادرنگ و نظارتی مناسب است و می‌تواند جایگزینی کم‌هزینه برای تجهیزات سنتی محسوب شود. با توجه به اهمیت تشخیص باران در مدیریت بلایای طبیعی و تغییرات اقلیمی، این حوزه به زمینه‌ای حیاتی در پژوهش‌های اخیر تبدیل شده است و بهبودهای آتی می‌تواند کارایی و دقت را افزایش دهد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Automatic Rain Detection from Digital Videos Using the Farneback Optical Flow Algorithm

نویسندگان English

Fateme Heydari 1
Asghar Milan 2
Alireza Vafaeinejad 3
1 Faculty of Civil, Water and Environmental, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran.
2 Faculty of Civil, Water and Environmental, Engineering Shahid Beheshti university, Tehran, Iran.
3 Faculty of Civil, Water and Environmental, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran.
چکیده English

Automatic rain detection from digital images, especially in regions lacking traditional equipment, is a low-cost and effective tool for weather monitoring and rapid warning. In this study, the Farneback optical flow algorithm was used to identify motion caused by rain in consecutive video frames. This method analyzes vertical pixel motion and can detect rain, serving as a simple and relatively robust approach in real-world conditions. To evaluate, a set of rainy and non-rainy videos was selected, and results were compared with manual labeling. The algorithm’s average accuracy is 78.72%, indicating a reasonable capability to detect rain, particularly in videos with fixed frame rates and relatively higher brightness. The results suggest that this method can achieve more favorable outcomes when combined with other methods and trained further, and it is cost-effective in terms of implementation. This approach is suitable for real-time and surveillance applications and can serve as a low-cost substitute for traditional equipment. Given the importance of rain detection in natural disaster management and climate change, this area has become a vital focus in recent research, and future improvements could increase efficiency and accuracy.

کلیدواژه‌ها English

Automatic detection of raindrops and rain streaks
image processing
Farneback optical flow algorithm
CCTV videos

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 08 بهمن 1404

  • تاریخ دریافت 23 آذر 1404
  • تاریخ بازنگری 10 دی 1404
  • تاریخ پذیرش 17 بهمن 1404