[發明專利]一種基于CodeBook的火災圖像識別方法及裝置

有效

• 申請號: 201410162809.4
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103903020B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 謝自力;俞浩
• 申請（專利權）人: 天津市協力自動化工程有限公司
• 主分類號: G06K9/66
• 分類號: G06K9/66;G06T7/13
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司12211
• 代理人: 楊慧玲

技術領域

本發明創造涉及計算機圖像處理及識別領域，尤其為一種火災圖像識別方法及裝置.

背景技術

圖像型火災識別技術是基于計算機視覺、圖像處理與模式識別等方面的火災探測新技術。該技術一般采用CCD/CMOS對場景進行取像，將圖像通過數據采集卡壓縮編碼傳給主機或服務器，然后采用計算機圖像處理與模式識別技術進行算法分析，當發現火災時發出報警信號。目前該技術所采用的方法主要有如下幾種：1顏色分析,主要分析火焰圖像中的R、G、B值及其三維空間分布，或者將RGB顏色空間轉換到YUV、Lab等空間進行分析；2頻譜分析,主要是將火焰圖像從空間域轉換到頻域，然后再進行特征分析；3輪廓分析，火焰燃燒時候輪廓的波動是火焰一個重要特征，因此有人提出采用火焰輪廓極坐標時空數據的二維傅里葉變換來描述火焰動態特征，然后進行人工神經網絡的識別等方法。這些與傳統的感煙、感溫式火災監測技術相比，圖像型火災識別技術具有響應速度快，監測范圍廣，監視距離遠等等顯著的優勢，適用于高大空曠的室內、外場所。但上述識別技術對于白熾燈等高溫輻射物體下容易報警。

發明內容

本發明創造要解決的問題是提供一種能夠在背景中有白熾燈等高溫輻射物體下能夠準確識別是否為火災情況且不會產生誤報警的情況。為解決上述技術問題，本發明創造采用的技術方案是：一種基于CodeBook的火災圖像識別方法，包括以下步驟：基于CodeBook算法對識別應用場景實時建模并建立初始碼本(CodeBook)，并根據后續圖像對初始碼本進行實時更新，生成實時碼本；

基于實時碼本對采集到的當前幀圖像進行前景提取；

計算該區域的前后圖像序列的互信息熵；

將計算到的互信息熵與設定的閾值進行比較，將大于閾值的前景圖像判定為非火災圖像或者將未超出閾值的前景圖像判定為火災圖像。

進一步的，基于CodeBook算法對識別應用場景實時建模并建立初始碼本(CodeBook)是通過以下步驟獲得：

獲取無火源的不少于10幀圖像；

為圖像中每一點建立碼本；以及

通過上述步驟得出圖像中每一點碼本中各個碼元的最大值和最小值。

進一步的，所述的基于CodeBook的火災圖像識別方法，所述的步驟還包括：在為上一步驟提取的前景圖像建立碼本并與初始碼本進行比較之前，對提取的前景區域按照R>G>B的規則進行提取。

進一步的，所述的步驟還包括：在為上一步驟提取的前景圖像建立碼本并與初始碼本進行比較之前，對提取的前景區域進行邊緣檢測；

進一步的，所述的對前景區域進行邊緣檢測包括以下步驟：

檢測前景區域中相應的邊緣輪廓；

對檢測到的邊緣輪廓與前面獲取圖像同一區域的邊緣輪廓進行對比；

將比對的結果與設置的閾值進行比較，若比對結果大于預設的閾值判定為著火區域，否則

判定為非著火區域。

進一步的，所述的互信息熵計算包括以下步驟：

將每幅圖像灰度化，按照Gray＝0.3R+0.6G+0.1B將圖像RGB值轉換為灰度值；

將圖像分別歸一化，將灰度值映射到[0,255]之間；

按照H(X)＝-∑p(x)logp(x)計算每一幅圖像的信息熵值；

按照H(X,Y)＝-∑p(x,y)logp(x,y)計算兩幅圖像的聯合熵值；

按照I(X,Y)＝H(X)+H(Y)-H(X,Y)計算圖像X,圖像Y兩者的互信息熵。進一步的，所述的識別方法還包括如下步驟：

建立系統計數器；

如果判定為火災圖像，則系統計數器自動加1，若被判定為非火災圖像，則系統計數器減一；

系統計數器超過一固定值，將自動觸發報警。

根據本發明的另一方面還提供了一種基于CodeBook的火災圖像識別裝置，包括：

基于CodeBook算法對識別應用場景實時建模建立并實時更新所生成的實時碼本；

互信息熵計算裝置，用于計算該區域的前后圖像序列的互信息熵；

互信息熵比較裝置，用于將計算到的互信息熵與設定的閾值進行比較；

火災圖像判定裝置，用于將大于閾值的前景圖像判定為非火災圖像或者將未超出閾值的前景圖像判定為火災圖像。

進一步的，所述的火災圖像識別裝置還包括：

碼本建立裝置，用于為圖像中的每一點建立相應的碼本；

碼元最值獲取裝置，用于得出圖像中每一點碼本中各個碼元的最大值和最小值。