[發(fā)明專(zhuān)利]基于視頻圖像分析火焰的檢測(cè)系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210468754.0
• 申請(qǐng)日: 2012-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103824410A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜崢
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鎮(zhèn)江石鼓文智能化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G08B17/00
• 分類(lèi)號(hào): G08B17/00
• 代理公司: 上海海頌知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31258
• 代理人: 季萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于視頻圖像分析火焰的檢測(cè)系統(tǒng)，尤其是通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)采集的視頻圖像中像素顏色特征的分析，來(lái)進(jìn)行火焰探測(cè)和告警，屬于智能火災(zāi)監(jiān)控的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

火災(zāi)監(jiān)控和預(yù)警裝置系統(tǒng)在許多領(lǐng)域，包括大型建筑物防火，森林防火，自然環(huán)境監(jiān)測(cè)中，起著非常重要的作用。傳統(tǒng)的火災(zāi)監(jiān)測(cè)技術(shù)和裝置包括粒子型煙霧傳感器、紅外線(xiàn)和激光技術(shù)等。粒子型煙霧傳感器需要煙霧顆粒進(jìn)入傳感器才能引起報(bào)警，紅外線(xiàn)和激光技術(shù)也需要煙霧遮擋才能引發(fā)報(bào)警，另外，對(duì)大型空間的建筑物和室外環(huán)境，需要布局大量的傳感器設(shè)備才能達(dá)到較高的監(jiān)控覆蓋率和監(jiān)測(cè)精度，造成成本上升。

近年來(lái)隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展和提高，基于視頻圖像分析的火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)正有取代傳統(tǒng)裝置的趨勢(shì)，尤其在大型建筑物防火和室外環(huán)境監(jiān)測(cè)中。在基于視頻圖像的火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)中，許多方法被提出和采用。在這些方法中，基于視頻圖像分析的火焰探測(cè)方法分為兩個(gè)主要模塊：移動(dòng)目標(biāo)的識(shí)別和分割，火焰特征分析。經(jīng)過(guò)移動(dòng)目標(biāo)的識(shí)別和分割處理的圖像像素?cái)?shù)據(jù)輸入到火焰特征分析模塊，通過(guò)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的顏色、形狀和跳動(dòng)形式等特征進(jìn)行分析，以及和火焰特有的特征進(jìn)行分析對(duì)比，來(lái)達(dá)到火焰識(shí)別和檢測(cè)的目的。然而，在這些方法中，一些算法采用傳統(tǒng)的顏色空間例如RGB和YUV進(jìn)行火焰顏色特征識(shí)別，誤判率較高；一些算法首先執(zhí)行火焰特征分析，再進(jìn)行移動(dòng)目標(biāo)識(shí)別，造成計(jì)算速度較慢，運(yùn)行成本較高。而另外一些算法針對(duì)火焰形狀等動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行分析和檢測(cè)，算法架構(gòu)復(fù)雜且誤判率較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于視頻圖像分析火焰的視頻圖像處理模塊，尤其是通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)采集的視頻圖像中像素顏色特征在另外一種顏色空間上的分析，來(lái)提高火災(zāi)檢測(cè)和預(yù)警的精度。同時(shí)采用火焰檢測(cè)和移動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)并行處理的方式，來(lái)提高火災(zāi)檢測(cè)的處理速度。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案，基于視頻圖像分析火焰的檢測(cè)系統(tǒng)，包括用于采集視頻圖像的采集系統(tǒng)，對(duì)監(jiān)控場(chǎng)景的視頻圖像RGB數(shù)據(jù)采集；

視頻圖像分析系統(tǒng)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、分析；

火災(zāi)告警系統(tǒng)；

所述視頻圖像分析系統(tǒng)包括視頻圖像預(yù)處理模塊，其中，視頻圖像預(yù)處理模塊，包括真實(shí)攝像頭系統(tǒng)，包括真實(shí)攝像頭、第一驅(qū)動(dòng)程序模塊和第一?DirectShow組件；?虛擬攝像頭系統(tǒng)，包括利用DSF構(gòu)架模擬出的虛擬攝像頭、第二驅(qū)動(dòng)程序模塊和第二DirectShow組件；?視頻處理模塊，從第一DirectShow組件讀取數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行特?效處理，傳送給虛擬攝像頭。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：采用將采集的視頻圖像從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換為CIE?xyY顏色空間，通過(guò)和標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)火焰顏色在CIE?xy色度圖上的分布特征對(duì)比，來(lái)達(dá)到火焰像素的識(shí)別。CIE?xy是一種設(shè)備獨(dú)立的線(xiàn)性顏色空間，在本質(zhì)上更能精確地表述顏色特征。標(biāo)準(zhǔn)火焰顏色在CIE?xy色度圖上有明顯的分辨性和獨(dú)特性。所以本發(fā)明有較高的火焰檢測(cè)精確度。另外由于本發(fā)明采用火焰檢測(cè)和移動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)并行處理的方式，火災(zāi)檢測(cè)運(yùn)行反應(yīng)速度快，適應(yīng)范圍廣。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明中視頻圖像預(yù)處理模塊的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)裝置示意圖，本發(fā)明包括用于采集視頻圖像的采集系統(tǒng)301，視頻圖像分析系統(tǒng)302，火災(zāi)告警系統(tǒng)307。其中視頻圖像分析系統(tǒng)包括四個(gè)模塊：?視頻圖像預(yù)處理模塊303，移動(dòng)目標(biāo)識(shí)別模塊304，火焰像素識(shí)別模塊305，和火災(zāi)判斷模塊306。

視頻圖像采集系統(tǒng)301可以是模擬式攝像機(jī)，也可以是IP攝像機(jī)，來(lái)保證能連續(xù)不斷采集當(dāng)前監(jiān)控場(chǎng)景圖像并輸入到視頻圖像分析系統(tǒng)302。視頻圖像分析系統(tǒng)302位于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，對(duì)采集的視頻圖像進(jìn)行處理和分析，并作出是否有火災(zāi)發(fā)生的判斷。?首先，視頻圖像分系統(tǒng)302通過(guò)預(yù)處理模塊303對(duì)圖像圖像顏色空間轉(zhuǎn)換等預(yù)處理。將視頻采集獲取的RGB圖像格式轉(zhuǎn)換到CIE?xyY顏色空間。預(yù)處理也可以包括去噪等處理，來(lái)進(jìn)一步提高火焰判斷的精度和穩(wěn)定性。視頻圖像預(yù)處理模塊303，包括真實(shí)攝像頭系統(tǒng)1，包括真實(shí)攝像頭11、第一驅(qū)動(dòng)程序模塊12和第一?DirectShow組件12；?虛擬攝像頭系統(tǒng)2，包括利用DSF構(gòu)架模擬出的虛擬攝像頭21、第二驅(qū)動(dòng)程序模塊22和第二DirectShow組件23；?視頻處理模塊3，從第一DirectShow組件12讀取數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行特?效處理，傳送給虛擬攝像頭21。

經(jīng)過(guò)顏色空間轉(zhuǎn)換后的視頻圖像數(shù)據(jù)分別輸入到兩個(gè)并行處理模塊：移動(dòng)目標(biāo)識(shí)別模塊304和火焰像素識(shí)別模塊305。這種并行處理不同于傳統(tǒng)的串行處理，可大大加快火災(zāi)判斷的處理和反應(yīng)速度。移動(dòng)目標(biāo)識(shí)別模塊304還包括一幀背景圖像緩存器。火焰像素識(shí)別模塊305還包括事先標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)火焰顏色數(shù)據(jù)圖。火災(zāi)判斷模塊306接受移動(dòng)目標(biāo)識(shí)別模塊304和火焰像素識(shí)別模塊305的輸出結(jié)果，來(lái)作出是否有火災(zāi)發(fā)生的判斷，并將火災(zāi)預(yù)警信號(hào)輸入到火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)307。火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)307為常規(guī)的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)307的作用及結(jié)構(gòu)為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再詳述。