[發明專利]一種基于視頻圖像分析的火焰檢測方法與裝置

有效

• 申請號: 201510068450.9
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104598895B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 張德馨
• 申請（專利權）人: 天津艾思科爾科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于視頻圖像分析的火焰檢測裝置，其特征在于，包括：

視頻圖像獲取單元，用于獲取監控區域的視頻圖像信息；視頻圖像獲取單元獲取的視頻圖像信息包括彩色圖像或灰度圖像，所述彩色圖像以及灰度圖像由所述視頻圖像獲取單元根據外界光照強度來分別獲取，其中，所述灰度圖像為光照信息量低于一定閾值，在開啟紅外補光燈下采集的圖像；

圖像信息判斷單元，用于檢測當前幀圖像類型，判斷當前幀圖像是彩色圖像還是灰度圖像，若為灰度圖像則記錄連續出現灰度圖像幀數；

疑似區域提取單元，用于提取當前幀圖像的火焰疑似區域；

疑似區域篩選單元，用于排除不符合條件的火焰疑似區域，保存符合條件的疑似區域相關參數作為歷史數據；其中，篩選條件包括：疑似區域填充率大于第三閾值且小于第四閾值；疑似區域寬高比滿足，寬與高的比值和高與寬的比值均小于第五閾值，其中第三閾值取值范圍為[0.50~0.60]，第四閾值取值范圍為[0.90~0.95]，第五閾值取值范圍為[2~4]；

匹配更新單元，用于將當前幀火焰疑似區域與歷史疑似區域進行匹配操作并更新歷史疑似區域的相關參數；

判斷報警單元，用于判斷各個歷史疑似區域是否符合最終報警條件。

2.按照權利要求1所述的裝置，其特征在于，疑似區域提取單元包括：

a特征點提取單元，用于提取當前圖像下零散火焰特征點；

b區域連接單元，用于將特征點提取單元提取出的相互毗鄰的特征點進行區域連接；

c參數計算單元，用于計算連接后的火焰疑似區域的相關參數。

3.按照權利要求1所述的裝置，其特征在于，匹配更新單元包括：

疑似區域形態特征匹配單元，依據火焰的形態特征對當前火焰疑似區域和歷史疑似區域進行匹配操作；

疑似區域時域特征匹配單元，依據火焰的時域特征對當前火焰疑似區域和歷史疑似區域進行匹配操作；

疑似區域運動特征匹配單元，依據火焰的運動特征對當前火焰疑似區域和歷史疑似區域進行匹配操作。

4.一種基于視頻圖像分析的火焰檢測方法，其特征在于，包括：

第一步驟，利用圖像采集裝置獲取監控區域內的視頻圖像信息；獲取的視頻圖像信息包括彩色圖像或灰度圖像，所述彩色圖像以及灰度圖像由所述視頻圖像獲取單元根據外界光照強度來分別獲取，其中，所述灰度圖像為光照信息量低于一定閾值，在開啟紅外補光燈下采集的圖像；

第二步驟，檢測當前幀圖像類型，判斷當前幀圖像是彩色圖像還是灰度圖像，若為灰度圖像則記錄連續出現灰度圖像幀數；

第三步驟，提取當前幀圖像的火焰疑似區域，依據圖像類型不同，采取不同的特征提取方式，若當前圖像為彩色圖像，則依據火焰的彩色特征提取出火焰疑似區域，若當前圖像為灰度圖像則依據火焰高亮特征提取出火焰疑似區域；

第四步驟，排除不符合條件的火焰疑似區域，保存符合條件的疑似區域相關參數作為歷史數據；

第五步驟，將當前幀火焰疑似區域與歷史疑似區域進行匹配操作并更新歷史疑似區域的相關參數；

第六步驟，判斷各個歷史疑似區域是否符合最終報警條件；

第四步驟中篩選條件包括：疑似區域填充率大于第三閾值且小于第四閾值；疑似區域寬高比滿足，寬與高的比值和高與寬的比值均小于第五閾值，其中第三閾值取值范圍為[0.50~0.60]，第四閾值取值范圍為[0.90~0.95]，第五閾值取值范圍為[2~4]。

5.按照權利要求4所述的方法，其特征在于，第三步驟中包括以下子步驟：

步驟A，依據幀差法提取零散的疑似火焰特征點，彩色圖像下疑似火焰特征點提取條件為：1、R>G>B；2、R>220，灰度圖像下疑似火焰特征點提取條件為：1、兩幀圖像灰度差值大于50，2、該點對應位置的背景模型像素值小于150；步驟B，將提取的疑似火焰特征點進行區域連接；步驟C，對連接后的疑似火焰區域進行參數計算。

6.按照權利要求4所述的方法，其特征在于，第五步驟中包括如下子步驟：

步驟D，根據疑似區域顏色或灰度特征進行匹配操作，若圖像為彩色圖像，則當前幀疑似區域的RGB平均值與歷史疑似區域RGB平均值變化差值小于第六閾值；若圖像為灰度圖像，則當前幀疑似區域平均灰度與歷史疑似區域平均灰度變化差值小于第七閾值，第六閾值取值范圍為[20~30]，第七閾值取值范圍為[10~20]；步驟E，根據疑似區域時域特征進行匹配操作，在視頻圖像序列中，火焰區域的面積變化應該呈漸變的，即兩幀之間的面積變化不會超過一定范圍，即當前幀疑似區域面積與歷史疑似區域面積比值設為第八閾值，其取值范圍為[0.5~1.5]；步驟F，根據疑似區域運動特征進行匹配操作，在視頻圖像序列中，火焰是不斷運動的但火情發生初期其運動又會限定在某一范圍內，因此限定其單次質心移動距離不超過第九閾值，累加移動距離為第十閾值，第九閾值取值范圍為[10~15]，第十閾值取值范圍為[20~50]。