[發明專利]一種基于可見光圖像處理的池火災火焰測高方法

在審

• 申請號: 201510449364.2
• 申請日: 2015-07-28
• 公開（公告）號: CN105096323A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 張寶良;樊海燕;李雙林;劉曉東;趙重石;程喜梅
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司;大慶油田有限責任公司;大慶油田工程有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G01B11/02
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 馬微

技術領域

本發明涉及測評火災程度技術領域，特別涉及一種基于可見光圖像處理的池火災火焰測高方法。

背景技術

目前大家熟知的油罐池火災測溫都采用手持式紅外儀，至于池火災火焰高度基本沒有好的辦法解決。真正池火災發生的時候，大家都忙于救火，很少考慮到去考慮測量火焰的高度問題，這樣無疑對池火災發生的原因以及設計累積經驗方面造成無實際考證的資料可循的局面。隨著我國石油工業的發展以及國家原油戰略儲備庫項目的實施，越來越多大型石油儲備庫相繼建成。大型儲備油庫安全生產面臨著新的挑戰。按照事故類型統計，著火爆炸和油品流失為主要事故，因此，儲油罐火災火焰的高度的測量就顯得尤為重要。

發明內容

（一）所要解決的技術問題

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于可見光圖像處理的池火災火焰測高方法，克服儲油罐發生火災時，火焰燃燒高度難以測量，使得在評價火災持續時間和火焰熱輻射強度時，缺少有力的數據支持等缺陷。

（二）技術內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種基于可見光圖像處理的池火災火焰測高方法，包括：

通過CCD白光鏡頭采集火焰現場圖片；

將火焰現場圖片的顏色空間由RGB空間轉換成YCrCb空間，其中，YCrCb中Y分量表示亮度信息，Cr表示紅色分量，Cb表示藍色分量，YCrCb顏色空間和RGB顏色空間相互轉換公式表示為：

Y=0.2568*R+0.5041*G+0.0979*B+16;

Cr=0.1392*R-0.3678*G-0.0714*B+128;

Cb=-0.1482*R-0.2910*G+0.4392*B+128;

其中，火焰像素判定的約束條件如下：

Y(x,y)>Ymean；

Cr(x,y)>Crmean；

Cb(x,y)<Cbmean；

Y(x,y)>Cb(x,y)；

Cr(x,y)>Cb(x,y)；

其中，Y(x,y)為火焰區域Y通道值；Ymean為整個火焰現場圖像的Y通道均值；Cr(x,y)為火焰區域Cr通道值；Crmean為整個火焰現場圖像的Cr通道均值，Cb(x,y)為火焰區域Cb通道，Cbmean為整個火焰現場圖像的Cb通道均值；

另外，所述火焰像素的約束條件還包括：

|Cr（x，y）-Cb（x，y）|≥p；

其中，p為設定閾值，其取值為1-100，通過上面的約束條件得出最后火焰的二值化圖像，并通過形態學的方法處理得到的二值化圖像，消除干擾點，最后得到最終的火焰二值化的圖像；

通過火焰二值化圖像，計算火焰的高度：先從上到下進行逐行掃描，得到第一個像素值為255的圖像，記下該點的坐標（x1，y1），再從下至上進行逐行掃描，得到第一個像素值為255的圖像，記下該點的坐標（x2，y2），最后得到圖像中火焰像素的高度為abs(y2-y1)，之后通過攝像機與火焰之間的距離，得到比例參數ratio，從而得到最終的火焰高度為ratio*（abs（y2-y1））。

優選地，所述p取值為45。

（三）有益效果

本發明提供一種基于可見光圖像處理的池火災火焰測高方法，采，通過采集可見光圖像可以實現火焰高度的監測，做到火焰高度的全面實時在線監測，提高監測的準確性、有效性和及時性，方便工作人員能夠準確的了解油罐火焰的高度信息，為儲油罐火災模型的建立，以及最終儲油罐承災能力的評價提供了可靠詳實的數據。

具體實施方式

下面結合實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不是用來限制本發明的范圍。

通過現場安裝的攝像機，采集包含帶有火焰的火焰現場圖片，火焰的顏色跟周圍物體的顏色有較大的差異，將火焰圖片的顏色空間由RGB空間轉換成YCrCb空間，這是因為處理RGB空間的得到的火焰分割效果非常不好，而且容易受一般背景物體干擾，故而將其顏色空間進行轉換，轉換為YCrCb顏色空間，YCrCb中Y分量表示亮度信息，用Cr（紅色分量）和Cb（藍色分量）來表示色彩信息，YCrCb顏色空間和RGB顏色空間相互轉換公式表示為：

Y=0.2568*R+0.5041*G+0.0979*B+16;

Cr=0.1392*R-0.3678*G-0.0714*B+128;