[發明專利]基于多光譜的森林火災識別方法、系統、程序及存儲介質

有效

• 申請號: 202011122717.5
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112257554B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 曹毅超;王東華;陳皓;范小成
• 申請（專利權）人: 南京恩博科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;H04N5/232;H04N7/18;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務所 32346
• 代理人: 蔣海軍

本發明公開了一種基于多光譜的森林火災識別方法、系統、程序及存儲介質，屬于森林防火技術領域。本發明首先獲取場景的可見光圖像和近紅外圖像；并識別可見光圖像中的疑似火災區域以及近紅外圖像中的疑似火災區域；將可見光圖像中的疑似火災區域與近紅外圖像中的疑似火災區域進行匹配，對場景中森林火災情況進行初次驗證；同步調節可見光相機和近紅外相機的焦距，并將可見光圖像中的疑似火災區域與近紅外圖像中的疑似火災區域進行再次匹配驗證；最后進行云端識別驗證。本發明有效地提高了森林火災識別的準確率，較少了誤報。

技術領域

本發明屬于森林防火技術領域，具體涉及一種基于多光譜的基于多光譜的森林火災識別方法、系統、程序及存儲介質。

背景技術

森林火災是一種突發性強、破壞性大、處置救助較為困難的自然災害，世界上每年因森林火災導致的損失難以估量。森林火災對森林生態、地球環境以及人類生命財產都造成了嚴重的威脅，因此，及早發現森林火災險情并及早處理顯得尤為重要。然而，因為森林面積較大，環境也比較復雜，單純依靠人工來發現森林火災，是難以滿足需求的，因此，為了能夠更加準確地對火災進行識別，現有技術中提出了很多火災識別方法，主要是通過圖像識別的方法來識別火災。

現有森林防火項目針對火的檢測大多使用紅外熱成像相機進行識別。熱成像相機分辨率較低，目前主流的熱成像相機分辨率有640x480、384x288等，這就要求能識別到的火點面積較大，無法在燃燒剛產生的時候準確捕捉火點，等燃燒物開始向四周蔓延后才能檢測時，火災往往已不能簡單控制。

現有熱成像相機通常是定焦的，無法做出變倍處理，在針對大林區或者遠距離檢測時，熱像和可見光的檢測畫面和檢測距離無法一致，往往只能實現可見光和熱像分別檢測，利用可見光來檢測煙霧和火光，利用熱成像相機來檢測異常高溫，容易產生誤報。當可見光發現疑似火情時，疑似起火點無法在熱成像相機上捕捉到，無法使用熱成像進行驗證是否為真實火情，反之亦然。

由于熱輻射的衰耗，遠距離的火光往往無法被熱成像相機捕捉到?，F有的熱成像相機僅能捕捉5km內的火點，且在這種距離下，測溫功能已無法正常使用，與實際燃燒溫度差距非常大。檢測距離超過5km后，常用的熱成像相機已無法捕捉熱源，更無法進行火點檢測，在大林區和需要進行遠距離監測的林場并不適用。

除了應用紅外熱成像相機進行火災檢測外，另一種還是傳統的利用可見光相機對森林火災進行監控，其中，基于可見光圖像的火點檢測算法中，利用了火焰的可見光光譜特征(如顏色特征、紋理特征和運動特征等)，難以濾除外觀與火焰相似度高的物體(如飄揚的紅旗及燈光等)，報警準確率低，且算法中火點與背景進行同樣處理，需要計算較大的數據量，效率較低，尤其不適用于在遠距離以及低照度環境下的檢測。

此外，隨著空間技術的發展，還有利用衛星遙感圖像進行火災監測，主要是利用特定衛星的某些波段經過不同方式的偽彩色合成、波段代數運算后閾值化得到火點位置，通常需要人工交互處理；此外，遙感數據為地面站接收、解析、處理并分發出來的，并且遙感圖像分辨率低，發現火點時地面可能已經成災，因此實時性方面較為遜色。

為了更好的對森林火災進行監測，現有技術中提供了一些其他的方法，例如，申請號為201610029028.7的中國專利公開了一種基于紅外-可見光圖像的雙光譜森林火情監測方法及裝置，該專利中首先獲取當前場景的紅外圖像和可見光圖像；確定紅外圖像中的疑似火點標記區域；將疑似火點標記區域映射到可見光圖像中的相應位置，得到可見光圖像中的感興趣區域；對感興趣區域內的圖像進行驗證，根據驗證結果確定當前場景中是否存在真實火點。然而該專利中的技術方案，如果當火災區域距離相機過遠，當可見光相機或者紅外相機未拍攝到著火點時，會導致紅外圖像和可見光圖像無法建立映射，使得在火災識別過程中識別準確率低，易發生誤報，因此有必要對現有的森林火災識別方法基于多光譜的森林火災識別方法進行改進，從而提高森林火災的識別準確率，從而更好地對森林火災進行識別，進而及早發現森林火災，減少損失。

發明內容