[發(fā)明專利]3D立體火災識別方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710419047.5
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN109002746B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設計）人: 劉禹岐
• 申請（專利權）人: 劉禹岐
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 邱曉鋒

本發(fā)明涉及一種3D立體火災識別方法和系統(tǒng)。該方法包括：1)利用虛擬現(xiàn)實技術構建虛擬數(shù)字地球，并在虛擬數(shù)字地球中加載三維場景；2)將監(jiān)控視頻的實時圖像映射到三維空間場景中，實現(xiàn)監(jiān)控視頻與三維場景的融合；3)對三維場景中的監(jiān)控視頻進行火災的診斷分析，以發(fā)現(xiàn)火災并報警。具體地，步驟3)采用基于CNN特征的語義劃分和語義融合方法進行火災的診斷分析。本發(fā)明為用戶提供了一種可以看的多，看的懂，看的廣的視頻多點融合系統(tǒng)，并能對視頻中的內容進行火災分析以及報警，從而實現(xiàn)實時指揮人員疏散、撤離等應急設施，實現(xiàn)可視化遠程應急指揮。

技術領域

本發(fā)明屬于計算機圖形學、虛擬現(xiàn)實、數(shù)字圖像處理等技術領域，具體涉及3D立體火災識別方法和系統(tǒng)，可以虛擬出現(xiàn)實場景，并接入網(wǎng)絡視頻，然后對接入的視頻進行算法分析，如分析出火災，及時進行報警提示。

背景技術

視頻監(jiān)控并加上一些火災的傳感器(如火災報警器、煙霧報警器等)作為安防行業(yè)的一個重要技術應用，發(fā)展迅速。隨著虛擬現(xiàn)實技術和火災分析的不斷成熟和大量應用，現(xiàn)如今這幾項技術同樣應用于安防行業(yè)。增加了虛擬現(xiàn)實技術的監(jiān)控視頻多點融合以及火災分析的系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)監(jiān)控視頻可以增強客戶空間意識、空間的地理結構和了解攝像機的分布情況，對消防行業(yè)發(fā)揮巨大作用。

傳統(tǒng)監(jiān)控視頻有以下缺點：

1)監(jiān)控人員通常需要面對幾百甚至成千上萬個攝像頭，而視頻矩陣一般少于50個屏，無法有效展示視頻內容。

2)視頻對應關系很難記憶，不便切換、跟蹤，無法及時發(fā)現(xiàn)問題，也展示不了整體態(tài)勢。研究表明，人盯著視頻22分鐘之后，將對視頻畫面里95％以上的活動信息視而不見。

3)傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)只能做到監(jiān)控，不能進行火災分析以及報警提示。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對上述問題，提供一種3D立體火災識別方法和系統(tǒng)，能夠方便、有效地對視頻中的內容進行火災分析以及報警。

本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種3D立體火災識別方法，包括以下步驟：

1)利用虛擬現(xiàn)實技術構建虛擬數(shù)字地球，并在虛擬數(shù)字地球中加載三維場景；

2)將監(jiān)控視頻的實時圖像映射到三維空間場景中，實現(xiàn)監(jiān)控視頻與三維場景的融合；

3)對三維場景中的監(jiān)控視頻進行火災的診斷分析，以發(fā)現(xiàn)火災并報警。

進一步地，步驟1)利用渲染引擎，根據(jù)真實世界構建比例為1:1的虛擬數(shù)字地球，然后加載三維場景；步驟2)對多路網(wǎng)絡監(jiān)控視頻進行解碼，然后融合到三維場景中。

進一步地，步驟3)采用基于CNN特征的語義劃分和語義融合方法進行火災的診斷分析，包括以下步驟：

3-1)在訓練時采用語義劃分方法，利用樣本的CNN特征向量將大規(guī)模訓練集劃分為多個緊致的語義子空間，并對每個子空間訓練子分類器；

3-2)在檢測時采用語義融合方法，根據(jù)樣本的CNN特征向量選擇相應的子分類器進行加權融合，進而計算測試樣本的綜合得分值，從而給出判別結果，實現(xiàn)煙火的檢測。

進一步地，步驟3-1)將訓練集進行語義劃分的方法是：將CNN特征從大到小進行排序，將其前k個非零元素所在維度進行子空間語義劃分，使同一子空間里的樣本具有某種語義共性，不同子空間里的樣本反映不同語義，實現(xiàn)子空間多樣性的目的。

進一步地，步驟3-1)在進行語義劃分后，需要滿足以下條件才在子空間上訓練子分類器：

(a)如果某子空間所含某類別的正樣本數(shù)小于設定的閾值，則不訓練該類別的子分類器；

(b)如果某子空間正負例樣本比例小于設定的閾值，則不訓練該類別的子分類器。