[發(fā)明專利]一種跨媒體分析與推理的火災(zāi)檢測算法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110810334.5
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN113269166B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張衛(wèi)平;張浩宇;張思琪;米小武
• 申請（專利權(quán)）人: 環(huán)球數(shù)科集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/34;G08B17/12;G06N3/08
• 代理公司: 北京清控智云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11919
• 代理人: 馬肅

1.一種跨媒體分析與推理的火災(zāi)檢測算法，包括火場識別、特征提取、區(qū)域分割，其特征在于，還包括特征擬合、移動預(yù)估、以及若干個采集設(shè)備，所述特征擬合用于對火災(zāi)的移動路徑進(jìn)行識別；所述移動預(yù)估基于所述特征擬合的數(shù)據(jù)，對著火區(qū)域的移動路徑進(jìn)行預(yù)估；各個采集設(shè)備獲取火場數(shù)據(jù)用于對火場進(jìn)行位置識別；所述火場的區(qū)域基于前饋神經(jīng)識別網(wǎng)絡(luò)識別，并對識別后的火場區(qū)域進(jìn)行特征提取以及對火勢移動的范圍進(jìn)行預(yù)估；

所述火場識別包括從多個采集設(shè)備中獲取n個圖像數(shù)據(jù)或者視頻數(shù)據(jù)，假設(shè)檢測的區(qū)域范圍中存在有h個區(qū)別點(diǎn)，所述區(qū)別點(diǎn)為過火面積中異常位置或者人為標(biāo)記的點(diǎn)，則根據(jù)區(qū)別點(diǎn)確定的徑向基函數(shù)的輸入向量為,把高斯函數(shù)作為區(qū)別點(diǎn)的激活函數(shù)，則區(qū)別點(diǎn)i的輸出函數(shù)為：

其中，i=1,2,3,…,h；為第i個徑向基函數(shù)的寬度；為第i個區(qū)別點(diǎn)的中心；

所述特征提取包括依據(jù)搜索環(huán)對所述火場特征進(jìn)行識別，其中，以各個區(qū)別點(diǎn)之間的最小間距作為搜索半徑，并以各個區(qū)別點(diǎn)作為圓心劃出搜索環(huán)；在各個搜索環(huán)中尋找特征點(diǎn)，則特征點(diǎn)的適應(yīng)度為,則處在被識別的區(qū)域的概率為：

其中，j∈N,且屬于任意正整數(shù)；若超過最低閾值，則所述特征點(diǎn)被所述搜索環(huán)所識別；

所述特征提取還包括基于識別出來的特征點(diǎn)，對各個特征點(diǎn)構(gòu)成的特征區(qū)域進(jìn)行分割；分割的操作依據(jù)各個特征點(diǎn)的區(qū)域分布進(jìn)行動態(tài)調(diào)整；則各個特征點(diǎn)的更新矩陣為：

其中，t為更新時(shí)間節(jié)點(diǎn)；為旋轉(zhuǎn)的角度偏移量，將設(shè)置在限定范圍內(nèi)，則可以各個特征點(diǎn)進(jìn)行動態(tài)的調(diào)整；所述限定范圍設(shè)置為（0，2π）；

對火場的所述移動預(yù)估包括：通過各個不同搜索環(huán)之間占用狀態(tài)對著火區(qū)域的移動路徑進(jìn)行預(yù)估；對不同占用環(huán)的占用狀態(tài)確認(rèn)包括：識別不同的搜索環(huán)是否為占滿狀態(tài)；

若設(shè)定的搜索環(huán)是共有的環(huán)，則對該搜索環(huán)相鄰的搜索環(huán)之間的占用情況進(jìn)行檢測，用以對著火區(qū)域進(jìn)行擬合；

其中，在不同搜索環(huán)的特征點(diǎn)存在不同的，對同心環(huán)上特征點(diǎn)的分析還對同環(huán)占用的次數(shù)，為同心環(huán)的占用總次數(shù)；對于非同心環(huán)的分析，對整個環(huán)的占用次數(shù)，為整個搜索環(huán)的占用的總次數(shù)；在火勢進(jìn)行蔓延的過程中，通過對非同心環(huán)的整個環(huán)的占用因子和同心環(huán)的占用因子的確定，用以對火勢的移動路徑進(jìn)行非線性的擬合；

對于非同心環(huán)，整個環(huán)的占用因子存在：

對于同心環(huán)的占用因子，存在：

其中，和為校準(zhǔn)參數(shù)，其值與搜索半徑正相關(guān)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跨媒體分析與推理的火災(zāi)檢測算法，其特征在于，各個采集設(shè)備獲取的火場數(shù)據(jù)包括傳感器、相機(jī)或攝像機(jī)采集的圖像或者視頻數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種跨媒體分析與推理的火災(zāi)檢測算法，其特征在于，對著火區(qū)域進(jìn)行擬合包括對火場過火面積的偏心率和圓形度進(jìn)行分析，其中，所述偏心率為，即：火場的區(qū)域圖像質(zhì)心坐標(biāo)到邊界的最大距離與火場的區(qū)域圖像質(zhì)心坐標(biāo)到邊界的最小距離之比。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種跨媒體分析與推理的火災(zāi)檢測算法，其特征在于，所述圓形度為過火面積S與圓形度參數(shù)F之比，圓形度參數(shù)為：

其中，為邊界的像素點(diǎn)總數(shù)；（U，V）為區(qū)域圖像質(zhì)心坐標(biāo)；u為目標(biāo)區(qū)域圖像的橫坐標(biāo)；v為目標(biāo)區(qū)域圖像的縱坐標(biāo)；為邊界像素點(diǎn)個數(shù)，，取值范圍為[1, ]的任意正整數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種跨媒體分析與推理的火災(zāi)檢測算法，其特征在于，所述區(qū)域圖像質(zhì)心坐標(biāo)通過各個采集設(shè)備提供的火場數(shù)據(jù)中的區(qū)域圖像的像素值進(jìn)行求取。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種跨媒體分析與推理的火災(zāi)檢測算法，其特征在于，所述區(qū)域圖像為火災(zāi)現(xiàn)場燃燒位置的圖像。