[發明專利]一種變電站室外火災自動監測預警方法

在審

• 申請號: 201710791817.9
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107688793A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 鄭曉瓊;江海升;汪曉;郭龍剛;柴宏博;石瑋佳;儲貽道;張超;王雄奇;邱曼曼;陶夢江;余青松;嚴太山;徐文婷
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力公司檢修公司;國家電網公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G08B17/10;G08B17/12
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務所(普通合伙)34125
• 代理人: 王偉

技術領域

本發明涉及變電站保護技術領域，特別涉及一種變電站室外火災自動監測預警方法。

背景技術

近年來，變電站因設備故障引起的火災事故頻繁發生，如果在火災發生初期沒有及時發現并采取有效的處理措施，火災不但會直接燒毀大量的電器設備，而且停電修復之間也較長，嚴重影響了電網的運行安全。

目前，在變電站室外火災預警系統中一般采用基于視頻圖像識別火災自動監測預警，其原理是：對視頻碼流中前一幀與后一幀的圖像(像素)進行比對分析，區分出“前景”和“背景”，經過背景過濾和前景降噪后提取“前景”作為檢測目標。對檢測目標中的煙霧進行判別，當溫度升高至火苗出現前往往會伴隨煙霧產生，因此根據“火焰”與“煙霧”的特征提取算法對來自變電站室外的現場監控視頻碼流進行特征比對，從而實現對監控畫面中的“火焰”與“煙霧”信號的自動捕獲，觸發報警。

但是，目前的基于視頻圖像識別的火災自動監測過程存在的缺陷在于：一是，視頻中的煙和火焰的運動速度是由環境中氣流的運動速度和拍攝景物的距離決定的，因此，煙和火焰在視頻中的運動狀態不穩定，容易產生誤報。二是，視頻中煙霧的特征受外界環境影響較大，火災判別的準確率低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種變電站室外火災自動監測預警方法，以提高火災判別的準確率。

為實現以上目的，本發明采用的技術方案為：提供一種變電站室外火災自動監測預警方法，包括：

S1、對輸入的視頻幀圖像進行數字處理，將圖像信號轉換為數字信號；

S2、對視頻圖像的數字信號進行特征提取，得到可疑火焰區域的自相關函數、狄度均值序列的方差、圓形性序列的均值和自相關函數、質心的移動距離五個特征；

S3、將提取的五個特征送入貝葉斯分類器中進行分類識別，識別出火災火焰；

S4、對火焰煙霧進行進行識別，得到煙霧識別結果；

S5、結合火焰識別結果和煙霧識別結果，識別出最終的火焰位置并進行報警。

其中，步驟S1具體包括：

獲取視頻幀圖像，并將連續幀圖像像素數值以RGB空間進行表示，得到初次火焰區域篩選結果；

對初步火焰區域篩選結果中的火焰輪廓進行識別，捕捉得到符合輪廓的火焰，得到二次篩選結果；

以10Hz為篩選條件對二次篩選結果中的火焰外焰進行頻率篩選，得到三次篩選結果；

以能量分布是否均勻對三次篩選結果進行篩選，將能量分布不均勻的結果確定為火焰區域。

其中，在步驟S3之后，還包括：

對火焰的動態特征進行分析，得到火焰識別結果，其中火焰的動態特征包括火焰的面積變化、邊緣變化、形體變化、閃動規律、分層變化以及整體移動。

其中，所述的對火焰煙霧進行識別，得到煙霧識別結果，具體包括：

對所述視頻幀圖像中的慢運動物體進行檢測，得到物體檢測結果；

對所述視頻幀圖像中的煙霧顏色區域進行檢測，得到煙霧顏色區域檢測結果；

對所述物體檢測結果中的煙霧上升區域進行檢測，得到煙霧上升區域檢測結果；

對所述物體檢測結果中的陰影進行檢測并去除，得到陰影檢測結果；

對所述物體檢測結果、煙霧顏色區域檢測結果、煙霧上升區域檢測結果以及陰影檢測結果進行過濾、加權和決策處理，得到煙霧識別結果。

與現有技術相比，本發明存在以下技術效果：由于煙霧的特征在動態和靜態方面均與火焰有著明顯的區別，本發明中將火焰和煙霧進行分開識別，通過對煙霧的多個特征提取，降低了誤判率。同時由于早期的火災火焰是不穩定的，不同時刻火焰的形狀、面積和輻射強度等都在變化，本發明通過火災(火焰和煙霧)的動念特征分析(包括：面積變化、邊緣變化、形體變化、閃動規律、分層變化、整體移動)，增強并實現火災(火焰和煙霧)的智能預判能力。

附圖說明

下面結合附圖，對本發明的具體實施方式進行詳細描述：

圖1是本發明中一種變電站室外火災自動監測預警方法的流程示意圖；

圖2是本發明中的火焰識別效果示意圖；

圖3是本發明中的火焰外焰篩選結果示意圖；

圖4是本發明中衣服的能量分布示意圖；

圖5是本發明中火焰的能量分布示意圖。

具體實施方式

為了更進一步說明本發明的特征，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖。所附圖僅供參考與說明之用，并非用來對本發明的保護范圍加以限制。