[發(fā)明專利]一種火災(zāi)識(shí)別與預(yù)警方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010763384.8
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN111882810B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇文烈
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州市微智聯(lián)科技有限公司
• 主分類號(hào): G08B17/10
• 分類號(hào): G08B17/10;G08B17/12;G08B29/18;G06N3/04
• 代理公司: 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙) 51224
• 代理人: 李林

1.一種火災(zāi)識(shí)別與預(yù)警方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1：根據(jù)火焰煙霧多維融合的火災(zāi)資料，建立火災(zāi)識(shí)別模型，具體步驟為：

S1-1：將火焰煙霧多維融合的火災(zāi)資料中的火災(zāi)視頻轉(zhuǎn)化為火災(zāi)圖像，并將現(xiàn)有的火災(zāi)圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后火災(zāi)圖像；

所述火焰煙霧多維融合的火災(zāi)圖像包括火焰圖像、煙霧圖像以及火焰煙霧多維融合圖像；

所述預(yù)處理包括對(duì)火災(zāi)圖像進(jìn)行清洗處理、標(biāo)注處理以及增強(qiáng)處理；

S1-2：將預(yù)處理后火災(zāi)圖像分為訓(xùn)練集和測試集，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使用訓(xùn)練集進(jìn)行訓(xùn)練，建立初始的火災(zāi)識(shí)別模型；

所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，所述卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括卷積層、激活層、殘差連接結(jié)構(gòu)、檢測層以及SPP結(jié)構(gòu)，所述卷積層為深度可分離卷積層；

S1-3：將初始的火災(zāi)識(shí)別模型進(jìn)行剪枝，得到剪枝后的火災(zāi)識(shí)別模型；

使用稀疏訓(xùn)練方法對(duì)初始的火災(zāi)識(shí)別模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)化剪枝；

所述稀疏訓(xùn)練的公式為：

式中，為稀疏訓(xùn)練函數(shù)；分別為輸入圖片和框目標(biāo)；為可訓(xùn)練權(quán)重，包括卷積權(quán)重和bn層權(quán)重；為正常訓(xùn)練損失獲取函數(shù)；為稀疏函數(shù)；為稀疏因子；為稀疏因子集；為調(diào)整參數(shù)；為額外添加的總損失獲取函數(shù)；

S1-4：使用測試集進(jìn)行優(yōu)化，得到并輸出最優(yōu)的火災(zāi)識(shí)別模型；

S2：對(duì)火災(zāi)識(shí)別模型進(jìn)行識(shí)別補(bǔ)償并加入預(yù)警機(jī)制，得到火災(zāi)識(shí)別與預(yù)警模型；

S3：實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)場視頻，并根據(jù)現(xiàn)場視頻，使用火災(zāi)識(shí)別與預(yù)警模型，進(jìn)行火災(zāi)識(shí)別與預(yù)警；

所述步驟S2中，預(yù)警機(jī)制包括預(yù)警等級(jí)和預(yù)警平滑機(jī)制；

所述預(yù)警平滑機(jī)制為：將獲取的現(xiàn)場視頻使用高斯濾波進(jìn)行平滑處理；

所述預(yù)警平滑機(jī)制的公式為：

式中，為預(yù)警平滑函數(shù)；為根據(jù)檢出區(qū)域灰度圖像素點(diǎn)獲取的標(biāo)準(zhǔn)差；平滑因子；為高斯濾波函數(shù)；

所述高斯濾波函數(shù)的公式為：

式中，為高斯濾波函數(shù)；為檢出框的像素點(diǎn)坐標(biāo)；為根據(jù)檢出區(qū)域灰度圖像素點(diǎn)獲取的標(biāo)準(zhǔn)差；

所述步驟S3的具體步驟為：

S3-1：實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)場視頻，到達(dá)檢測采樣周期后，從現(xiàn)場視頻的當(dāng)前幀圖像開始采樣，連續(xù)采集連續(xù)多幀的圖像，并對(duì)采集到的多張圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后圖像；

S3-2：將多張預(yù)處理后圖像輸入火災(zāi)識(shí)別與預(yù)警模型進(jìn)行預(yù)測，得到檢測結(jié)果；

S3-3：重復(fù)步驟S3-1至S3-2，到達(dá)預(yù)設(shè)次數(shù)后，對(duì)所有的檢測結(jié)果進(jìn)行高斯濾波操作，得到多個(gè)平滑處理后的檢測結(jié)果；

S3-4：進(jìn)行識(shí)別補(bǔ)償，即獲取多個(gè)平滑處理后的檢測結(jié)果的相似度；

S3-5：根據(jù)相似度對(duì)多個(gè)檢測結(jié)果進(jìn)行識(shí)別，并得到識(shí)別結(jié)果；

S3-6：根據(jù)識(shí)別結(jié)果和預(yù)警機(jī)制，發(fā)出對(duì)應(yīng)的警報(bào)，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)識(shí)別與預(yù)警。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火災(zāi)識(shí)別與預(yù)警方法，其特征在于：所述預(yù)警等級(jí)包括：

0級(jí)：火災(zāi)識(shí)別與預(yù)警模型的檢測結(jié)果為疑似火焰或者疑似煙霧；

1級(jí)：火災(zāi)識(shí)別與預(yù)警模型的檢測結(jié)果為出現(xiàn)明顯煙霧；

2級(jí)：火災(zāi)識(shí)別與預(yù)警模型的檢測結(jié)果為出現(xiàn)明火；

3級(jí)：火災(zāi)識(shí)別與預(yù)警模型的檢測結(jié)果為出現(xiàn)大火；

4級(jí)：火災(zāi)識(shí)別與預(yù)警模型的檢測結(jié)果為多處出現(xiàn)明火或者煙霧。

3.一種基于權(quán)利要求1或2所述火災(zāi)識(shí)別與預(yù)警方法的火災(zāi)識(shí)別與預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：包括視頻采集模塊、識(shí)別處理模塊、識(shí)別分析模塊以及預(yù)警模塊，所述識(shí)別處理模塊分別與多個(gè)視頻采集模塊、多個(gè)識(shí)別分析模塊以及預(yù)警模塊通信連接。