一种基于视频的森林火灾检测方法技术

本发明专利技术提供了一种基于视频的森林火灾检测方法，基于森林火灾烟雾独特的生长变化特点，通过对备选烟雾区域生长变化情况的判别分析来实现森林火灾烟雾检测，使得烟雾检测不容易受其他颜色和形状相近物体的干扰，同时也能有效排除其他形式运动物体的影响，具有较高的检测鲁棒性；同时本发明专利技术的森林火灾早期视频检测方法运用累加区域，并在一定帧数间隔内基于累加区域进行多次比较，使得对区域生长变化的判别分析具有更好的稳定性；本发明专利技术技术可以在森林火灾早期发生时，通过其烟雾的检测，有效解决远距离监控视频的火灾自动检测和报警问题。

A forest fire detection method based on video

The present invention provides a method for forest fire detection based on video, the growth changes of forest fire smoke based on the unique, to realize the forest fire smoke detection by discriminant analysis of growth condition of alternative smoke area, the smoke detection is not easily affected by other colors and shapes of similar objects interference, but also can effectively remove other forms of moving objects, the robustness of the detection is higher; and the invention of the early forest fire video detection method with the accumulative area, and in a certain interval cumulative area frames based on multiple comparison, so it has better stability of discriminant analysis regional growth changes; the technique of the invention can be in early forest fire occurs, by detecting the smoke, effectively solve the video remote monitoring of automatic fire detection and alarm problems.

【技术实现步骤摘要】
一种基于视频的森林火灾检测方法
本专利技术属于森林防火和视频目标检测领域，尤其涉及一种基于视频的森林火灾检测方法。
技术介绍
传统的火灾检测报警技术通常利用能够感应烟雾颗粒的传感器来实现。然而，这些传感器只有在靠近烟火的时候才起作用，作用距离非常有限，并且在野外空旷的条件下由于空气流动较快，烟雾颗粒也很难被传感器有效接收。基于视频的火灾检测手段利用布设的远程监控摄像机，可以监控周围较远距离范围内是否发生火灾。对于大面积的森林或山林区域，一般要隔一定距离设置瞭望塔并布设监控摄像机以覆盖整个区域，并将所有实时获取的视频都传输到监控中心。通过人工直接察看视频的方式来发现火灾，需要耗费大量的人员和精力。观察者也很难一直保持注意力，及时发现火灾并报警。基于视频的自动火灾检测技术正是在这种背景下提出并被广泛研究。对森林火灾发现得越早，越有利于控制火势和减少火灾损失。因此，火灾的早期发现意义更为重大。在森林火灾发生的早期阶段，由于火势不是很大，或受其他树木等障碍物的遮挡，通常在监控视频里首先看到的不是火焰，而是由着火点产生并升起的烟雾。因此，基于视频的森林火灾早期检测一般是通过检测火灾产生的烟雾来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于视频的森林火灾检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：从视频的设定帧数第i帧开始进行烟雾检测，将第i帧视频图像Ii进行彩色‑灰度转化得到灰度图像Ei，并通过逐帧迭代法计算第i帧视频图像Ii的背景图像

【技术特征摘要】
1.一种基于视频的森林火灾检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：从视频的设定帧数第i帧开始进行烟雾检测，将第i帧视频图像Ii进行彩色-灰度转化得到灰度图像Ei，并通过逐帧迭代法计算第i帧视频图像Ii的背景图像步骤2：基于背景图像通过背景减除法从第i帧视频图像Ii中提取出各个前景运动区域；步骤3：根据前景运动区域，得到可能的烟雾区域具体步骤如下：步骤31：将步骤2中得到的各个前景运动区域分别记为k＝1，2，...，M，其中M为前景运动区域的个数；步骤32：确定各个前景运动区域在灰度图像Ei中的对应位置，并找出灰度图像Ei中各个前景运动区域内像素的最小值，分别记为vk；步骤33：在灰度图像Ei中与各个前景运动区域邻接的区域，分别以对应的vk作为阈值对灰度图像Ei进行分割，保留灰度图像Ei中各个邻接区域的像素值大于vk的像素点，剔除像素值不大于vk的像素点，得到各个包含前景运动区域的连通区域，分别记为则为可能的烟雾区域；步骤4：通过颜色、灰度以及区域形状特征对每个可能的烟雾区域进行判别，将同时满足颜色、灰度以及区域形状特征三个判别条件的可能的烟雾区域选取为备选烟雾区域，，否则剔除该区域；步骤5：对于步骤4得到的各个备选烟雾区域分别以阈值vk在第i+1帧灰度图像Ei+1与备选烟雾区域对应的位置处进行分割，保留灰度图像Ei+1中像素值大于vk的像素点，剔除像素值不大于vk的像素点，得到与备选烟雾区域具有最大重合面积的连通区域，记为则为与第i帧视频图像Ii备选烟雾区域对应的第i+1帧视频图像Ii+1的备选烟雾区域；同时定义累加区域使得然后将累加区域与备选烟雾区域进行合并得到累加区域步骤6：按照步骤5的方法，分别以阈值vk在第i+2帧灰度图像Ei+2与备选烟雾区域对应的位置处进行分割，得到第i+2帧视频图像中对应的备选烟雾区域将累加区域与备选烟雾区域进行合并得到累加区域步骤7：重复步骤6的方法，分别以阈值vk依次计算后续第i+n帧视频图像中对应的备选烟雾区域其中n＝2,3,...,4N，N为预设的帧数间隔阈值；同时，将上一帧得到的累加区域与下一帧的备选烟雾区域进行合并，直至完成第i+4N帧视频图像的计算，得到4N+1个累加区域；步骤8：判别备选烟雾区域的生长变化过程是否具有真实烟雾区域的扩散和上升的变化特征；如果同时满足扩散特征和上升特征这两个判别条件，则备选烟雾区域为真实烟雾区域，表明视频中存在火灾烟雾，检测系统立即发出火灾报警；否则，从第...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志强，汪渤，缪玲娟，石永生，董明杰，高志峰，沈军，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11