一种消防火灾图像块提取和识别方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种消防火灾图像块提取和识别方法及其装置，根据源图像的动态背景帧和当前帧差分确定目标图像，根据源图像的前1帧和当前帧确定目标图像；根据目标图像分别进行逐点微摆动、滤噪、块微摆动和块归置筛选处理，以消解各种噪声干扰，获得当前帧的记录本体和变化边缘的目标图像；将本体和图像变化边缘的目标图像块数据合并写入图片格式的文件中；逐一从当前帧、前1～5帧的文件中读取块数据并计算出块特征参数集，计算出匹配值，判定该块是否为用户所需要的目标图。本发明专利技术还公开了提取和识别方法和装置，自动适应包括白天黑夜交替等在内的各种背景变化，较好地解决图像采集和识别过程中的漂移问题，准确地提取用户所需要的目标图。

A fire fire image block extraction and recognition method and device

The invention relates to a method and device for extracting and recognizing fire fighting image blocks. The target image is determined according to the difference between the dynamic background frame and the current frame of the source image, and the target image is determined according to the first frame and the current frame of the source image. In order to eliminate all kinds of noise interference and obtain the target image of the record ontology and the change edge of the current frame, the object image block data of the ontology and the change edge of the image are merged into the file of the picture format, and the block data are read one by one from the file of the current frame and the first 1-5 frames, and the block feature parameter set is calculated, and the matching is calculated. Value to determine whether the block is the target graph that the user needs. The invention also discloses extraction and recognition methods and devices, which can automatically adapt to various background changes including alternation of day and night, better solve the drift problem in the process of image acquisition and recognition, and accurately extract the target map required by users.

【技术实现步骤摘要】
一种消防火灾图像块提取和识别方法及其装置
本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种消防火灾图像块提取方法及其装置。
技术介绍
消防火灾图像识别技术，即利用计算机替代人的眼睛，对消防火灾图像进行自动识别的技术。使用可见光摄像机，对任意背景下的火焰、烟雾、水流轨迹、激光笔点等进行实时监控，并实时识别和提取出火焰、烟雾、水流轨迹、激光笔点等(疑似)目标物图像块，这对研发一体化完成火灾的实时监控、识别、报警和灭火的智能消防系统，极有价值。目前的计算机消防火灾图像识别方法已经有很多，通常是使用火焰颜色、亮度、闪烁、运动目标、边缘维数、圆形度等特征参数来建模，重点都是放在“火焰的构成及判定”这一点上。然而，由于火焰本身的图像及其背景都是千变万化、变幻不定的，难以找到一套一以贯之的通用规则，因此，各种火焰模型都难免存在某些缺憾。而且烟雾在大多数情况下也是火灾不可分割的一部分，但火焰模型与烟雾模型则完全不是一回事。更何况，及时发现火灾只是消防领域基本需求的第一步，更重要的是能够自动扑灭火灾，做到消灾减灾；而诸如智能水炮射流灭火的关键是如何让水炮打得准，从而做到快速灭火，这就涉及到火焰、烟雾、水流轨迹、激光笔点等一系列目标物的实时图像识别，其中激光笔点图像识别是为了将摄像机图像坐标体系与水炮等灭火执行机构坐标体系连接起来。以上这些都不是现有单一的计算机消防火灾图像识别技术所能及的。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种消防火灾图像块提取方法及其装置，用以从源图像中提取用户所需要的任意目标图像块(例如火焰、烟雾、水流轨迹和激光笔点等)。本专利技术实施例提供的一种消防火灾图像块提取方法，包括：根据源图像的动态背景帧和当前帧确定目标图像A99，根据源图像的前1帧和当前帧确定目标图像A01；根据给定图片库分别与目标图像A99、A01确定目标图像B99、B01；根据目标图像B99、B01分别进行逐点微摆动、滤噪、块微摆动和块归置筛选处理，以消解由于源图像抖动、摄像机镜头污损和硬件参数变化等导致目标图像变形、漂移而产生的各种噪声干扰，获得当前帧的记录本体目标图像C99和记录变化边缘目标图像C01；将目标图像C99、C01的块数据合并写入bmp格式的C99+z01文件中。逐一从当前帧、前1～前5帧的bmp格式的C99+z01文件中读取块数据并计算出块特征参数集，从而计算出该块相对于所有给定图片的匹配值，判定该块是否为用户所需要的目标图。本专利技术实施例提供的一种消防火灾图像块提取装置，包括：第一确定模块，用于从源图像中提取和识别用户所需要的目标图，包括：根据源图像的动态背景帧和当前帧确定目标图像A99，根据源图像的前1帧和当前帧确定目标图像A01；根据给定图片库分别与目标图像A99、A01确定目标图像B99、B01；根据目标图像B99、B01分别进行逐点微摆动、滤噪、块微摆动和块归置筛选处理，以消解由于源图像抖动、摄像机镜头污损和硬件参数变化等导致目标图像变形/漂移而产生的各种噪声干扰，获得当前帧的记录本体目标图像C99和记录变化边缘目标图像C01；将本体目标图像C99和变化边缘目标图像C01的块数据合并写入bmp格式的C99+z01文件中。第二确定模块，用于逐一从当前帧、前1～5帧的bmp格式的C99+z01文件中读取块数据并计算出块特征参数集，从而计算出该块相对于所有给定图片的匹配值，判定该块是否为用户所需要的目标图。本专利技术实施例提供的一种消防火灾图像块提取方法，包括：根据源图像的动态背景帧和当前帧确定目标图像A99，根据源图像的前1帧和当前帧确定目标图像A01；根据给定图片库分别与目标图像A99、A01确定目标图像B99、B01；根据目标图像B99、B01分别进行逐点微摆动、滤噪、块微摆动和块归置筛选处理，以消解由于源图像抖动、摄像机镜头污损和硬件参数变化等导致目标图像变形/漂移而产生的各种噪声干扰，获得当前帧的记录本体目标图像C99和记录变化边缘目标图像C01的块数据，合并写入bmp格式的C99+z01文件中。逐一从当前帧、前1～5帧的bmp格式的C99+z01文件中读取块数据并计算出块特征参数集，从而计算出该块相对于所有给定图片的匹配值，判定该块是否为用户所需要的目标图。采用本专利技术实施例，可以自动适应包括白天黑夜交替等在内的各种背景变化，较好地解决图像采集和识别过程中的“漂移”问题，从而较为完整和准确地提取用户所需要的目标图。附图说明图1为本专利技术实施例提供的消防火灾图像块提取和识别方法流程图；图2a-图2c为本专利技术实施例的火焰、烟雾和绿激光笔给定图像(给定图片库)；其中图2a为47火焰给定图像，图2b为7个烟雾给定图片，图2c为4个激光笔点给定图片。图3为本专利技术实施例的47个火焰给定图片预处理结果(像素点统计表)文件；图4a-图4c为本专利技术实施例的源图像当前帧、动态背景帧和前1帧bmp文件；图4a为当前帧，图4b为动态背景帧，图4c为前一帧；图5a-图5b为本专利技术实施例的动态背景帧与当前帧、前1帧依次差分后获得的目标图像，图5a为目标图像A99，图5b为目标图像A01；图6a-图6b为本专利技术实施例的给定图片与当前帧、前1帧依次比对后获得的目标图像B99、B01；图6a为目标图像A99，图6b为目标图像A01；图7a-图7b为本专利技术实施例依次对目标图像B99、B01进行逐点微摆动、滤噪、块微摆动和块归置筛选处理后获得的目标图像C99、C01；图7a为目标图像C99，图7b为目标图像C01。图8所示，为本专利技术实施例将目标图像C99、C01的块数据合并写入bmp格式的C99+z01最终输出结果文件。图9a-图9b所示，为本专利技术实施例的当前帧源图像火焰部分与目标图像块的1:1对比显示图；图9a当前帧源图像火焰部分1:1显示，图9b目标图像块1:1显示；图10a-图10b所示，为本专利技术实施例的其中一个疑似目标图像块的本体部分放大图和色谱图。图10a为当前帧最上方目标图像块本体放大图，图10b为当前帧最上方目标图像块本体色谱图。图11所示，为本专利技术实施例的当前帧目标图像块匹配值输出文件。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供的一种消防火灾图像块提取和识别方法，包括：根据源图像的动态背景帧和当前帧确定目标图像A99，根据源图像的前1帧和当前帧确定目标图像A01；根据给定图片库分别与目标图像A99、A01确定目标图像B99、B01；根据目标图像B99、B01分别进行逐点微摆动、滤噪、块微摆动和块归置筛选处理，以消解由于源图像抖动、摄像机镜头污损和硬件参数变化等导致目标图像变形/漂移而产生的各种噪声干扰，获得当前帧的记录目标图像本体的目标图像C99和记录目标图像变化边缘的目标图像C01；将目标图像C99、C01的块数据合并写入bmp格式的C99+z01文件中。逐一从当前帧、前1～5帧的bmp格式的C99+z01文件中读取块数据并计算出块特征参数集，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消防火灾图像块提取和识别方法，其特征在于，包括：步骤S101：根据源图像的动态背景帧和当前帧差分确定目标图像A99，根据源图像的前1帧和当前帧确定目标图像(A01)；根据给定图片库分别与目标图像(A99)和目标图像(A01)确定目标图像(B99)和目标图像(B01)；根据目标图像(B99)和目标图像(B01)分别进行逐点微摆动、滤噪、块微摆动和块归置筛选处理，以消解各种噪声干扰，获得当前帧的记录本体的目标图像(C99)和记录目标图像变化边缘的目标图像(C01)；将本体目标图像(C99)和变化边缘目标图像(C01)的块数据合并写入图片格式的(C99+Z01)文件中；步骤102：匹配值的计算和判定：逐一从当前帧、前1～5帧的文件(C99+Z01)中读取块数据并计算出块特征参数集，从而计算出该块相对于所有给定图片的匹配值，判定该块是否为用户所需要的目标图。最后确认本个当前帧没有任何目标图，则本个当前帧可以设置为新的动态背景帧；否则，应维持动态背景帧不变，直至确认目标图是或者非为目标物。

【技术特征摘要】
1.一种消防火灾图像块提取和识别方法，其特征在于，包括：步骤S101：根据源图像的动态背景帧和当前帧差分确定目标图像A99，根据源图像的前1帧和当前帧确定目标图像(A01)；根据给定图片库分别与目标图像(A99)和目标图像(A01)确定目标图像(B99)和目标图像(B01)；根据目标图像(B99)和目标图像(B01)分别进行逐点微摆动、滤噪、块微摆动和块归置筛选处理，以消解各种噪声干扰，获得当前帧的记录本体的目标图像(C99)和记录目标图像变化边缘的目标图像(C01)；将本体目标图像(C99)和变化边缘目标图像(C01)的块数据合并写入图片格式的(C99+Z01)文件中；步骤102：匹配值的计算和判定：逐一从当前帧、前1～5帧的文件(C99+Z01)中读取块数据并计算出块特征参数集，从而计算出该块相对于所有给定图片的匹配值，判定该块是否为用户所需要的目标图。最后确认本个当前帧没有任何目标图，则本个当前帧可以设置为新的动态背景帧；否则，应维持动态背景帧不变，直至确认目标图是或者非为目标物。2.如权利要求1所述的消防火灾图像块提取和识别方法，其特征在于，在步骤102中，匹配值的计算和判定中，块特征数据包括：获得前1帧～前5帧排列首位目标图像块的数据，包括目标图像块左上角、右下角的坐标值、动态背景帧更新标志、目标图像块点数、目标图像块所在的源图像帧号、目标图像块匹配值；且读取前1帧～5帧bmp格式的(C99+z01)文件，并逐帧、逐个目标图像块依次从其中读出以下个信息数据：本体点数、边缘点数、本体逐帧点数差值、边缘逐帧点数差值、目标图像块中心点坐标值以及目标图像块中心点移动方向及速度，并算出具体的量化表征数据；当前帧逐个目标图像块包括信息数据为集中段的Y、U、V点数、绘制色谱图。3.如权利要求2所述的消防火灾图像块提取和识别方法，其特征在于，对目标图像块的特征参数集数据进行加权计算，能够更为真实表现火焰特征的参数应取较重的权值，根据块匹配值的大小，对目标图像块进行排序，最后输出结果。4.如权利要求1所述的消防火灾图像块提取和识别方法，其特征在于，给定图片的收集方法为：一是在勾取给定图片时，人为注意勾取的给定图片其内容确为火焰；二是在进行给定图片库预处理时，滤除明显不是火焰的像素点。5.如权利要求4所述的消防火灾图像块提取和识别方法，其特征在于，所述滤除规则为：1)RGB颜色空间，在火焰像素点中，红色分量R值总是大于绿色分量G，绿色分量G值总是大于蓝色分量B...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱亮，
申请(专利权)人：北大青鸟环宇消防设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11