[發明專利]一種基于可見光的火焰識別系統

有效

• 申請號: 201911103616.0
• 申請日: 2019-11-11
• 公開（公告）號: CN110866941B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 張銀奎
• 申請（專利權）人: 格蠹信息科技（上海）有限公司
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/13;G08B17/12;G06N3/08
• 代理公司: 上海樂泓專利代理事務所(普通合伙) 31385
• 代理人: 蘇杰

1.一種基于可見光的火焰識別系統，包含視頻輸入模塊、前端篩選器、光學特征流水線、火焰集管理器、火焰驗證區和報告火警模塊，其特征在于，所述視頻輸入模塊采集圖像并傳輸給前端篩選器，前端篩選器對每一幀圖像，根據運動檢測和火焰顏色區域選出標準大小的備選區域后將備選區域傳輸給光學特征流水線，光學特征流水線對每個備選區域提取深度特征，送給不同的識別器，進行識別，并將結果傳輸給火焰集管理器處理，火焰集管理器對已經發現的一組嫌疑火焰結構體做運動特征分析后傳輸給火焰驗證器，火焰驗證器對火焰集管理器報告的視頻幀進行驗證，最終傳輸給報告火警模塊；

所述識別器包括中間區識別器、眼圖識別器、火焰運動因子、火焰紋理識別器、深度神經網絡識別器；所述中間區識別器的目標是識別火焰的中間區，是火焰最亮的部分，在很多視頻圖像中，呈現為白色，B、G、R三個分量的值都為最大值，中間區識別器先使用預先設定的閾值對輸入圖片做閾值過濾，產生一個掩碼位圖m，然后依次做如下操作：a、在位圖m中尋找輪廓；b、對找到的輪廓按照輪廓包含的線段個數進行排序；c、對排名前N的輪廓，計算圓潤度因子RoundyFactor和凹陷次數FoldCount；d、淘汰RoundyFactor小于配置閾值的輪廓；e、據FoldCount給出對層流火焰或者湍流火焰的預測。

2.根據權利要求1所述的一種基于可見光的火焰識別系統，其特征在于，所述前端篩選器首先使用運動檢測算法檢測出代表運動像素的掩碼位圖MaskM，再對輸入圖像做閾值過濾產生標記火焰像素的掩碼位圖MaskF，而后對MaskM和MaskF進行邏輯與操作，產生標志二者交集的MaskR，而后使用窗口掃描算法搜集出MaskR中的非0區域，產生一系列的感興趣區域。

3.根據權利要求2所述的一種基于可見光的火焰識別系統，其特征在于，所述光學特征流水線的輸入是根據前端篩選算法輸出的感興趣區域而截取的小圖片，簡稱為bgrROI，光學流水線會為輸入產生一個HSV格式的副本，稱為hsvROI，再bgrROI和hsvROI會送給光學流水線，逐一經過流水線上的各個識別器。

4.根據權利要求3所述的一種基于可見光的火焰識別系統，其特征在于，所述識別器分為強識別器和弱識別器，強識別器具有排除功能，可以否決輸入，弱識別器只對輸入進行度量，給出度量結果，不具有否決能力。

5.根據權利要求1所述的一種基于可見光的火焰識別系統，其特征在于，所述眼圖識別器用于識別層流火焰，眼圖識別器先對HSV格式的ROI圖片產生眼圖，然后度量“眼睛”中心區的高度和寬度，然后根據打分公式計算出FED測試的分數，FED為眼圖識別器（Flame EyeDiagram）。

6.根據權利要求1所述的一種基于可見光的火焰識別系統，其特征在于，所述火焰運動因子根據火焰的跳躍特征度量ROI輸入圖片，其計算過程如下：①根據中間區識別區輸出的矩形位置產生描述火焰的矩形窗口；②在前端篩選器輸出的MaskF位圖中統計火焰矩形對應區域的非0像素個數MotionCounter；③FMF = MotionCounter /（W *H/3），其中W和H為火焰矩形窗口的寬和高，FMF為火焰運動因子（Flame Motion Factor）。

7.根據權利要求1所述的一種基于可見光的火焰識別系統，其特征在于，所述火焰紋理識別器根據火焰的分類產生三色紋理圖片，火焰的分類是根據火焰不同區域的顏色和亮度差異，定義為高亮的中間區、與環境交接的外部區和介于以上二者之間的過渡區，然后先做逐行掃描，再做逐列掃描，檢出以上三個區域及不同區域的顏色和亮度差異。

8.根據權利要求1所述的一種基于可見光的火焰識別系統，其特征在于，所述火焰集管理器基于火焰的運動特征，針對光學流水線篩選出的嫌焰火焰信息，計算火焰變形因子，火焰驗證器用于根據用戶配置的規則在更大的范圍內驗證火焰檢測結果，進一步降低誤報率。