[發(fā)明專利]一種基于可見光的火焰識(shí)別系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911103616.0
• 申請(qǐng)日: 2019-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN110866941B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張銀奎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 格蠹信息科技（上海）有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/246
• 分類號(hào): G06T7/246;G06T7/13;G08B17/12;G06N3/08
• 代理公司: 上海樂泓專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31385
• 代理人: 蘇杰

本發(fā)明公開了一種基于可見光的火焰識(shí)別系統(tǒng)，包含視頻輸入模塊、前端篩選器、光學(xué)特征流水線、火焰集管理器、火焰驗(yàn)證區(qū)和報(bào)告火警模塊。所述視頻輸入模塊采集圖像信息并傳輸給前端篩選器，前端篩選器對(duì)每一幀圖像，根據(jù)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和火焰顏色區(qū)域選出標(biāo)準(zhǔn)大小的備選區(qū)域后傳輸給光學(xué)特征流水線，光學(xué)特征流水線對(duì)每個(gè)ROI提取深度特征，送給不同的識(shí)別器。本發(fā)明的有益效果是：1、不依賴紅外線和熱成像技術(shù)，只使用普通監(jiān)控?cái)z像頭拍攝的可見光視頻做為檢測(cè)的輸入，2、深度提取火焰的“光學(xué)和運(yùn)動(dòng)”特征，綜合使用多種識(shí)別器達(dá)到非常高的檢出率和非常低的誤報(bào)率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于可見光的火焰識(shí)別系統(tǒng)。

背景技術(shù)

火焰探測(cè)器(flame detector)是探測(cè)在物質(zhì)燃燒時(shí)，產(chǎn)生煙霧和放出熱量的同時(shí)，也產(chǎn)生可見的或大氣中沒有的不可見的光輻射，常被用于工業(yè)、消防領(lǐng)域。

目前的火焰檢測(cè)方法大多依賴紅外線和熱成像技術(shù)，依賴專用的硬件設(shè)備，不僅成本較高，而且需要額外的安裝部署工作。

目前也有少量完全基于可見光的方案，但大多誤報(bào)率很高，難以商業(yè)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于可見光的火焰識(shí)別系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于可見光的火焰識(shí)別系統(tǒng)，包含視頻輸入模塊、前端篩選器、光學(xué)特征流水線、火焰集管理器、火焰驗(yàn)證區(qū)和報(bào)告火警模塊，所述視頻輸入模塊采集圖像信息并傳輸給前端篩選器，前端篩選器對(duì)每一幀圖像，根據(jù)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和火焰顏色區(qū)域選出標(biāo)準(zhǔn)大小的備選區(qū)域后傳輸給光學(xué)特征流水線，光學(xué)特征流水線對(duì)每個(gè)備選區(qū)域(ROI)提取深度特征，送給不同的識(shí)別器，進(jìn)行識(shí)別，并將結(jié)果傳輸給火焰集管理器處理，火焰集管理器對(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一組嫌疑火焰結(jié)構(gòu)體做運(yùn)動(dòng)特征分析后傳輸給火焰驗(yàn)證器，火焰驗(yàn)證器對(duì)火焰集管理器報(bào)告的視頻幀進(jìn)行驗(yàn)證，最終傳輸給報(bào)告火警模塊。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述前端篩選器首先使用運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法檢測(cè)出代表運(yùn)動(dòng)像素的掩碼位圖MaskM，再對(duì)輸入圖像做閾值過濾產(chǎn)生標(biāo)記火焰像素的掩碼位圖MaskF，而后對(duì)MaskM和MaskF進(jìn)行邏輯與操作，產(chǎn)生標(biāo)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(qū)域，產(chǎn)生一系列的感興趣區(qū)域。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述光學(xué)特征流水線的輸入是根據(jù)前端篩選算法輸出的感興趣區(qū)域而截取的小圖片，簡(jiǎn)稱為bgrROI，光學(xué)流水線會(huì)為輸入產(chǎn)生一個(gè)HSV格式的副本，稱為hsvROI，再bgrROI和hsvROI會(huì)送給光學(xué)流水線，逐一經(jīng)過流水線上的各個(gè)識(shí)別器。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述識(shí)別器分為強(qiáng)識(shí)別器和弱識(shí)別器，強(qiáng)識(shí)別器具有排除功能，可以否決輸入，弱識(shí)別器只對(duì)輸入進(jìn)行度量，給出度量結(jié)果，不具有否決能力。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述識(shí)別器包括中間區(qū)識(shí)別器、眼圖識(shí)別器、火焰運(yùn)動(dòng)因子、火焰紋理識(shí)別器、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別器。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述中間區(qū)識(shí)別器的目標(biāo)是識(shí)別火焰的中間區(qū)，是火焰最亮的部分，在很多視頻圖像中，呈現(xiàn)為白色，B、G、R三個(gè)分量的值都為最大值，中間區(qū)識(shí)別器先使用預(yù)先設(shè)定的閾值對(duì)輸入圖片做閾值過濾，產(chǎn)生一個(gè)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(duì)找到的輪廓按照輪廓包含的線段個(gè)數(shù)進(jìn)行排序；c、對(duì)排名前N的輪廓，計(jì)算圓潤度因子RoundyFactor和凹陷次數(shù)FoldCount；d、淘汰RoundyFactor小于配置閾值的輪廓；e、據(jù)FoldCount給出對(duì)層流火焰或者湍流火焰的預(yù)測(cè)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述眼圖識(shí)別器用于識(shí)別層流火焰，眼圖識(shí)別器先對(duì)HSV格式的ROI圖片產(chǎn)生眼圖，然后度量“眼睛”中心區(qū)的高度和寬度，然后根據(jù)打分公式計(jì)算出FED測(cè)試的分?jǐn)?shù)。