[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于可見(jiàn)光的明火煙霧快速識(shí)別方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010155751.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111368756A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅哲;曹朋軍;林植堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海金掌網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06K9/00
• 分類(lèi)號(hào): G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62;G06T7/66;G06F9/455
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 錢(qián)文斌

本發(fā)明涉及一種基于可見(jiàn)光的明火煙霧快速識(shí)別方法和系統(tǒng)，方法包括以下步驟：對(duì)獲取的火災(zāi)圖像進(jìn)行灰度化處理得到灰度火災(zāi)圖像；采用空間灰度層共現(xiàn)矩陣方法計(jì)算所述灰度火災(zāi)圖像的紋理特征信息；對(duì)灰度火災(zāi)圖像進(jìn)行平滑處理和灰度拉伸；采用邊緣提取算子將經(jīng)過(guò)平滑處理和灰度拉伸處理后的圖像中的疑似火焰形狀進(jìn)行提取；對(duì)提取出的疑似火焰形狀計(jì)算特征參數(shù)；根據(jù)得到的特征參數(shù)判斷疑似火焰形狀是否為火焰。本發(fā)明能夠提高檢測(cè)速度和準(zhǔn)確率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及火災(zāi)報(bào)警監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于可見(jiàn)光的明火煙霧快速識(shí)別方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的基于明火煙霧探測(cè)器的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)由于對(duì)明火煙霧的高感知度和低成本等特性在火災(zāi)防控方面取得了廣泛的應(yīng)用。但是由于其特殊的工作原理，即探測(cè)器必須與一定濃度的明火煙霧接觸才能報(bào)警，使得它無(wú)法應(yīng)用于大的空間以及露天環(huán)境。此外，明火煙霧擴(kuò)散至報(bào)警探測(cè)器的時(shí)間加長(zhǎng)了明火煙霧的發(fā)現(xiàn)時(shí)間，不利于火災(zāi)的及早發(fā)現(xiàn)，即使發(fā)現(xiàn)火災(zāi)也無(wú)法后續(xù)取證。

計(jì)算機(jī)視覺(jué)主要研究從圖像數(shù)據(jù)中獲取信息的方法，在基于可見(jiàn)光的視頻監(jiān)控火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)方法對(duì)視頻圖像內(nèi)容進(jìn)行分析，獲得對(duì)監(jiān)控區(qū)域場(chǎng)景的初步理解，而不需要與明火煙霧接觸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，因此能夠監(jiān)控大空間以及露天區(qū)域；同時(shí)，基于視頻監(jiān)控的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)能夠獲得豐富的現(xiàn)場(chǎng)圖像信息數(shù)據(jù)，可以及時(shí)對(duì)著火位置、火勢(shì)大小進(jìn)行初步判斷，第一時(shí)間提供火情信息，降低火災(zāi)損失。

明火煙霧檢測(cè)屬于計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域中特定目標(biāo)的檢測(cè)識(shí)別問(wèn)題，一些研究人員提出了基于明火煙霧不同特征的檢測(cè)算法。目前實(shí)際使用中的明火煙霧檢測(cè)算法主要有以下幾種：

1)基于顏色信息的明火煙霧檢測(cè)顏色信息是圖形的重要信息，通過(guò)在彩色圖形中尋找特定顏色的區(qū)域，能夠發(fā)現(xiàn)潛在的目標(biāo)區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)明火煙霧的檢測(cè)。然而，利用顏色信息進(jìn)行明火煙霧檢測(cè)也存在一些明顯的不足，例如受相似顏色目標(biāo)的干擾；此外，能否針對(duì)不同顏色的明火煙霧建立合適的顏色模型，也是限制顏色信息在明火煙霧檢測(cè)中應(yīng)用的一個(gè)重要限制。

2)基于運(yùn)動(dòng)信息的明火煙霧檢測(cè)明火煙霧的運(yùn)動(dòng)存在特定的規(guī)律(煙往高處擴(kuò)散)，通過(guò)計(jì)算場(chǎng)景中的光流，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的光流運(yùn)動(dòng)特性，能夠?qū)⒚骰馃熿F與不具備這些運(yùn)動(dòng)特性的目標(biāo)區(qū)分開(kāi)來(lái)。然而，光流計(jì)算的準(zhǔn)確性，監(jiān)控區(qū)域的成像條件等都對(duì)明火煙霧的準(zhǔn)確檢測(cè)結(jié)果有很大影響。

3)基于小波分析的明火煙霧檢測(cè)小波分析方法作為信號(hào)處理，尤其是圖像處理中的重要工具，在圖像處理領(lǐng)域的很多問(wèn)題中都有重要應(yīng)用。通過(guò)對(duì)場(chǎng)景圖像進(jìn)行小波變換，得到圖像的小波域信息，能夠在頻域和空域同時(shí)對(duì)圖像進(jìn)行分析。有學(xué)者研究了圖像中明火煙霧區(qū)域同非明火煙霧區(qū)域在小波域的差別，研究了一系列基于小波變換的明火煙霧檢測(cè)方法，如小波域能量損失與保留能量的關(guān)系、小波系數(shù)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律等，獲得了較好的效果。但是小波分析方法往往只針對(duì)特定形態(tài)的明火煙霧，難以滿足一些特定場(chǎng)合的應(yīng)用需求。雖然研究人員提出了不同的明火煙霧檢測(cè)算法，但是由于明火煙霧的形狀變化多種多樣，不同燃燒物產(chǎn)生的明火煙霧的濃度、灰度差異很大，加上檢測(cè)的背景各不相同，目前很難找到能夠很好的描述圖像中明火煙霧的特征。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于可見(jiàn)光的明火煙霧快速識(shí)別方法和系統(tǒng)，能夠提高檢測(cè)速度和準(zhǔn)確率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種基于可見(jiàn)光的明火煙霧快速識(shí)別方法，包括以下步驟：

(1)對(duì)獲取的火災(zāi)圖像進(jìn)行灰度化處理得到灰度火災(zāi)圖像；

(2)采用空間灰度層共現(xiàn)矩陣方法計(jì)算所述灰度火災(zāi)圖像的紋理特征信息；

(3)對(duì)灰度火災(zāi)圖像進(jìn)行平滑處理和灰度拉伸；

(4)采用邊緣提取算子將經(jīng)過(guò)平滑處理和灰度拉伸處理后的圖像中的疑似火焰形狀進(jìn)行提取；

(5)對(duì)提取出的疑似火焰形狀計(jì)算特征參數(shù)；