[發(fā)明專利]一種基于視頻圖像的遠(yuǎn)程火災(zāi)探測系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010730365.5
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111899460B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋英杰;張斌;唐煥玲;梁遠(yuǎn)揚(yáng);蔡起海
• 申請（專利權(quán)）人: 山東工商學(xué)院
• 主分類號: G08B17/12
• 分類號: G08B17/12;G06K9/00;G06T7/62;G06T7/66
• 代理公司: 青島海知譽(yù)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37290
• 代理人: 張曉琳

1.一種基于視頻圖像的遠(yuǎn)程火災(zāi)探測系統(tǒng)，其特征在于，所述探測系統(tǒng)包括多個(gè)火災(zāi)探測器和與火災(zāi)探測器通信連接的遠(yuǎn)程控制中心，所述火災(zāi)探測器包括圖像采集模塊、圖像處理及傳輸模塊、警報(bào)模塊和深度學(xué)習(xí)模塊；

所述圖像采集模塊，包括紅外攝像頭和可見光攝像頭，其中所述紅外攝像頭用于周期獲取當(dāng)前場景內(nèi)的紅外圖像，所述可見光攝像頭用于在疑似火災(zāi)或火災(zāi)發(fā)生的情況下獲取對應(yīng)區(qū)域內(nèi)的可見光圖像；

所述圖像處理及傳輸模塊，通過DSP對所述紅外攝像頭獲取的紅外圖像進(jìn)行圖像特征提取，通過識別算法對提取的圖像特征進(jìn)行火焰或煙霧識別，若識別結(jié)果為疑似火災(zāi)發(fā)生，則結(jié)合疑似火災(zāi)情況下的可見光圖像進(jìn)行二次識別，若二次識別結(jié)果為火災(zāi)發(fā)生，則將識別結(jié)果傳輸至警報(bào)模塊和遠(yuǎn)程控制中心；

所述警報(bào)模塊，包括聲音警報(bào)單元和光線警報(bào)單元，在接收火災(zāi)發(fā)生的識別結(jié)果后，結(jié)合火災(zāi)發(fā)生情況下的可見光圖像執(zhí)行火災(zāi)警報(bào)及指示警報(bào)；

所述深度學(xué)習(xí)模塊，基于所述圖像處理及傳輸模塊的處理結(jié)果實(shí)現(xiàn)探測系統(tǒng)的深度學(xué)習(xí)；

所述探測系統(tǒng)的探測方法包括如下步驟：

S1.周期獲取當(dāng)前場景內(nèi)的紅外圖像；

S2.通過DSP對所述紅外圖像進(jìn)行圖像特征提取，通過識別算法對提取的圖像特征進(jìn)行火焰或煙霧識別，并獲取疑似火災(zāi)發(fā)生區(qū)；

S3.獲取疑似火災(zāi)發(fā)生區(qū)內(nèi)的可見光圖像，識別可見光圖像中是否存在可見火焰或可見煙霧；

是，則火災(zāi)發(fā)生，獲取除疑似火災(zāi)發(fā)生區(qū)外其他區(qū)域的可見光圖像，并執(zhí)行步驟S4；否，則基于深度學(xué)習(xí)模塊執(zhí)行一次深度學(xué)習(xí)，并在學(xué)習(xí)完成后重新執(zhí)行步驟S1；

S4.將識別結(jié)果傳輸至遠(yuǎn)程控制中心，同時(shí)在疑似火災(zāi)發(fā)生區(qū)內(nèi)進(jìn)行一級火災(zāi)警報(bào)，在除疑似火災(zāi)發(fā)生區(qū)外其他區(qū)域進(jìn)行二級指示警報(bào)；

在所述步驟S3中，所述深度學(xué)習(xí)包括：

獲取所對比的相鄰兩幀圖像中疑似火災(zāi)區(qū)的溫度變化差值；

獲取設(shè)定閾值；

計(jì)算溫度變化差值與閾值之比，并以此作為疑似火災(zāi)發(fā)生區(qū)的溫度權(quán)重系數(shù)k；

獲取所述疑似火災(zāi)發(fā)生區(qū)的識別算法為：

S21.以溫度作為特征，對紅外圖像進(jìn)行圖像特征提取，獲得紅外圖像的溫度分布圖；

S22.至少進(jìn)行一次相鄰兩幀圖像的對比，并獲取相鄰兩幀圖像內(nèi)的溫度變化差值；

S23.判斷相鄰兩幀圖像內(nèi)的溫度變化差值是否超過閾值；是，提取溫度變化差值超過閾值的區(qū)域，獲取疑似火災(zāi)區(qū)；

在判斷相鄰兩幀圖像內(nèi)的溫度變化差值超過閾值時(shí)：

P=|T2-T1|/（kT）；

T2為相鄰兩幀圖像中其中一圖像的a處溫度，T1為相鄰兩幀圖像中另一圖像的a處溫度，k為a處的溫度權(quán)重系數(shù)，T為閾值，P為計(jì)算參考值；

且P≥1時(shí)，視為相鄰兩幀圖像內(nèi)的溫度變化差值超過閾值；

且P＜1時(shí)，視為相鄰兩幀圖像內(nèi)的溫度變化差值未超過閾值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視頻圖像的遠(yuǎn)程火災(zāi)探測系統(tǒng)，其特征在于，基于所述警報(bào)模塊執(zhí)行的路線指示為：從當(dāng)前場景的入口向疑似火災(zāi)發(fā)生的所在位置處移動的最近路線。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視頻圖像的遠(yuǎn)程火災(zāi)探測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理及傳輸模塊包括處理單元、近程傳輸單元和遠(yuǎn)程傳輸單元；

所述處理單元實(shí)現(xiàn)對紅外圖像和可見光圖像的處理及識別；

所述近程傳輸單元實(shí)現(xiàn)相鄰圖像處理及傳輸模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸；

所述遠(yuǎn)程傳輸單元實(shí)現(xiàn)向警報(bào)模塊和遠(yuǎn)程控制中心的數(shù)據(jù)傳輸；

且所述遠(yuǎn)程傳輸單元傳輸失敗時(shí)，啟動所述近程傳輸單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于視頻圖像的遠(yuǎn)程火災(zāi)探測系統(tǒng)，其特征在于，所述近程傳輸單元采用藍(lán)牙傳輸或WIFI傳輸，所述遠(yuǎn)程傳輸單元采用光纖傳輸、4G/5G無線通信傳輸、衛(wèi)星通信傳輸、NB-IOT無線通信傳輸或LoRa無線通信傳輸。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視頻圖像的遠(yuǎn)程火災(zāi)探測系統(tǒng)，其特征在于，所述深度學(xué)習(xí)模塊的深度學(xué)習(xí)方式為：

所述圖像處理及傳輸模塊基于紅外圖像的識別結(jié)果為疑似火災(zāi)發(fā)生，基于可見光圖像的識別結(jié)果為火災(zāi)未發(fā)生時(shí)，對當(dāng)前的疑似火災(zāi)發(fā)生的區(qū)域進(jìn)行識別算法的權(quán)重設(shè)置。