[發明專利]一種基于計算機視覺監視技術的火焰智能檢測方法

無效

• 申請號: 200910216542.1
• 申請日: 2009-12-04
• 公開（公告）號: CN101814134A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 唐鵬;馮子亮;熊運余;高琳;魯書賢
• 申請（專利權）人: 四川川大智勝軟件股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06T7/00;G08B17/12
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 卓仲陽;舒啟龍

技術領域

本發明涉及基于視頻技術的目標自動檢測和識別領域，尤其是一種基于計算機視覺監視技術的火焰智能檢測方法。

背景技術

預防火災的傳統方法是使用煙霧檢測器。目前煙霧傳感器已經廣泛安裝在建筑物內的關鍵區域，成為建筑防火的標準措施。然而嚴格地講，煙霧監測器是一種檢測特定煙霧粒子的傳感器，并不直接檢測火焰。只有當濃煙迷漫到煙霧傳感器上才能觸發警報。對于空間開闊的區域，著火時的煙霧很容易飄散。因此煙霧傳感器在開闊區域檢測火焰易失效，而主要應用在廚房、酒店等狹小的空間里。針對大空間的室內場景例如禮堂，有研究者提出在室內上空用紅外波對射以檢測煙霧是否存在的方法。但該方法實施復雜，易受干擾，在目前的實際應用較少。以檢測煙霧為主要技術手段的傳統方法在監視開闊區域火焰時呈現出弊端。然而在打擊恐怖主義促進和諧的社會背景下，以開闊區域為主的公共場所的安全性在近年來得到極大的重視。相應的，社會對開闊公共區域的火災防范也提出了更高的要求。另一方面，近年來可見光傳感器成本大幅下降，視覺監視大量應用于各種涉及公眾安全的區域。如何在當前廣泛的監視硬件基礎上構建既經濟又高效的火焰檢測方案，解決監視開闊區域火焰時煙霧傳感器存在的弊端，值得研究。經文獻檢索發現，中國專利申請號為200710109770.X名為《火焰檢測裝置和火焰檢測方法》的申請與本發明較接近，但是它是一種通過對火焰區域的紅外圖像進行實時的連續成像和模式識別來檢測火焰的裝置和方法，與本發明所述目的、技術特征、解決方案是有所不同的。

發明內容

本發明的目的是公開一種利用現有視頻監視硬件設備資源，在視頻信號采集的基礎上對場景內的情況進行智能化火焰監測的一種方法，使之在發生初期火焰的情況下自動預警，以克服現有技術上之不足。

實現本發明之目的的技術解決方案如下：

一種基于計算機視覺監視技術的火焰智能檢測方法，是利用計算機技術從視覺傳感器獲取到圖像序列并分析處理得出監視區域是否有火焰存在，包括象素級處理、區域級處理、語義級處理、多層次信息融合處理層次，其特征在于，包括如下步驟：

(1)讀取視覺傳感器采樣圖像，進入圖像預處理；

(2)是否檢測到火焰？如果是，關聯最大似然度區域，進入跟蹤程序，如果沒有檢測到火焰，進入疑似火焰區域分割、火焰特征提取和識別，進入時間域濾波；

(3)是否跟蹤成功？如果沒有，設置未檢測到火焰標志，返回到讀取傳感器采樣圖像階段重新開始；如果跟蹤成功，更新和預測系統狀態，計算火焰位置，輸出檢測結果，再返回到讀取傳感器采樣圖像階段；

(4)經過時間濾波后，再次詢問是否滿足檢測條件？如果是，設置火焰跟蹤初始區域，設置檢測到火焰標志，再返回到讀取傳感器采樣圖像階段；如果沒有滿足檢測條件，返回到讀取傳感器采樣圖像階段重新開始。

所述的一種基于計算機視覺監視技術的火焰智能檢測方法，其特征在于，所述的進入疑似火焰區域分割是利用象素級特征分割火焰區域，火焰特征提取和識別是利用區域級特征檢測疑似區域是否滿足火焰的視覺屬性，判別過程是利用多特征聯合決策樹進行，其具體步驟如下：

(1)讀取圖像，分析火焰色溫似然度、顯著運動特征；

(2)閾值分割，連通體檢測；

(3)讀取第一個連通體，形狀特征檢測、內外焰結構檢測、升騰視覺特征檢測、10Hz閃爍頻率檢測；

(4)決策樹分類，判斷是否為火焰？如果是，添加到疑似火焰區域鏈表；如果不是，詢問連通體鏈表是否結束？如果同意，輸出檢測鏈表；如果不同意，讀取下一個連通體或返回(3)讀取第一個連通體。

所述的一種基于計算機視覺監視技術的火焰智能檢測方法，其特征在于，在系統檢測到火焰之后，利用Blob火焰跟蹤算法，對火焰自動跟蹤。

與現有技術相比較，實施了本發明的基于視頻的火焰檢測器具有下優點與顯著效果：

1)視頻檢測信息量更豐富，分類更準確，可具備較低的虛警率；

2)不受場地限制，可以適應更大范圍和露天環境的火焰檢測；

3)為火焰精確定位提供了指導信息；

4)有效利用現有視頻監控設備，利用算法模塊擴展現有功能；在現有硬件基礎上對監視網絡改造可具備火焰檢測預警功能；

5)火焰的視頻信號可以實時傳輸給管理員實時監控。

附圖說明

圖1是本發明所述的火焰特征處理層次示意圖。

圖2是本發明所述的火焰特征處理總體流程示意圖。

圖3是本發明所述的火焰檢測方法流程框圖示意圖。