一种图像型火灾探测器的火焰识别方法技术

本发明专利技术提供一种图像型火灾探测器的火焰识别方法，其解决了现有的火焰识别方法中存在着的算法复杂度较高及定位精度较低的技术问题，其包括：获取监控现场的视频，设定视频中图像序列的帧率；分别对可见光图像中目标颜色和红外图像中目标颜色进行空间建模，判断动态目标区域；采用帧差法实现对动态目标区域的锁定；计算动态目标区域连续帧中的中心点位移次数，锁定疑似目标；对可见光图像、红外图像中的疑似目标检测结果进行匹配，确定火焰目标区域；本发明专利技术可广泛应用于火焰探测技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种图像型火灾探测器的火焰识别方法
本专利技术涉及火焰探测
，尤其是涉及一种图像型火灾探测器的火焰识别方法。
技术介绍
随着城市建筑物朝着高层化、密集化的方向发展，火灾的发生也越来越频繁，损失也越来越大，防治火灾的重要性也日益明显；近年来，由于计算机视觉的迅猛发展，视频探测器的优势也逐渐显现出来，其应用场所也越来越广泛。视频探测器是一种以图像处理技术为基础的火灾探测器，利用摄像头等视频装置，捕捉视频信息，进而调用图像识别算法，以判断是否有火灾发生。现有的视频探测器中，其对火焰识别处理的方法复杂，软件运算量过大，且在火焰探测识别的过程中，经常会出现误判的情况，对火焰的定位精度较低。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供了一种图像型火灾探测器的火焰识别方法，旨在解决现有的火焰识别方法中存在着的算法复杂度较高及定位精度较低的技术问题。本专利技术提供的图像型火灾探测器的火焰识别方法，用来识别视觉可见光中的火焰色彩，其包括以下步骤：101、获取监控现场的视频，设定视频中图像序列的帧率；102、分别对可见光图像中目标颜色和红外图像中目标颜色进行空间建模，判断动态目标区域；103、采用帧差法实现对动态目标区域的锁定；104、计算动态目标区域连续帧中的中心点位移次数，锁定疑似目标；105、对可见光图像、红外图像中的疑似目标检测结果进行匹配，确定火焰目标区域。优选的，在对目标颜色空间建模前，还包括对图像进行预处理。优选的，对可见光图像中目标颜色进行空间建模的具体方法如下：对可见光图像中当前帧每个像素点逐个扫描，建立火焰目标像素于图像位置(x,y)的颜色空间判据定义为：其中，R(x,y)、G(x,y)、B(x,y)分别为图像序列中每帧像素(x,y)在颜色空间中红、绿、蓝三个分量的值；Th_1、Th_2、Th_3为设定的火焰在图片中红、绿、蓝三个分量的阈值；Fire_Vis(x,y)为可见光图像中的动态目标区域。优选的，对红外图像中目标颜色进行空间建模的具体方法如下：对红外图像中当前帧每个像素点逐个扫描，建立火焰目标像素于图像位置(x,y)的颜色空间判据定义为：其中，n_R(x,y)、n_G(x,y)、n_B(x,y)分别为红外图像序列中每帧像素(x,y)在颜色空间中红、绿、蓝三个分量中的灰度值，min{n_R(x,y)，n_G(x,y)，n_B(x,y)}为红、绿、蓝三个分量中灰度的最小取值；max{n_R(x,y)，n_G(x,y)，n_B(x,y)}为红、绿、蓝三个分量中灰度的最大取值；Th_I为红外图像中动态目标区域的约束阈值；Fire_Inf(x,y)为红外图像中的动态目标区域。优选的，采用帧差法实现对动态目标区域的锁定，具体步骤如下：(1)获取图像序列中连续三帧分别定义为第k+1帧、第k帧和第k-1帧，分别转化为灰度图像Ik+1(x,y)、Ik(x,y)和Ik-1(x,y)；(2)对Ik+1(x,y)和Ik(x,y)、Ik(x,y)和Ik-1(x,y)分别做差分运算，得到差分图像Dk+1(x,y)和Dk(x,y)，计算公式如下所示：Dk+1(x,y)＝|Ik+1(x,y)-Ik(x,y)|Dk(x,y)＝|Ik(x,y)-Ik-1(x,y)|(3)分别对差分图像Dk+1(x,y)和Dk(x,y)的像素进行二值化处理，计算如下：其中，fk+1(x,y)和fk(x,y)分别为差分图像Dk+1(x,y)和Dk(x,y)中像素点的值，T1、T2分别差分图像Dk+1(x,y)和Dk(x,y)中像素点的阈值，Bk+1＝(x,y)为差分图像Dk+1(x,y)的二值图像，Bk＝(x,y)为差分图像Dk(x,y)的二值图像。(4)对Bk+1(x,y)和Bk(x,y)进行与逻辑运算，最终得到差分结果Fk(x,y)，运算公式如下：优选的，计算动态目标区域连续帧中的中心点位移次数，锁定疑似目标，其具体步骤如下：计算前后帧运动目标中心点的偏移量△D，计算方法如下：△D2＝(centerX-preX)2+(centerY-preY)2其中，centerX，centerY为当前帧i的中心点坐标，preX,preY为第i-1帧中心点坐标。将△D2值在阈值范围内的标记为带火焰图像，并计数为count，运算公式如下：其中，T_s为疑似火焰区域中心点到边缘位置位移量的阈值，fire(x,y)为疑似火焰目标。优选的，对可见光图像、红外图像中的疑似目标检测结果进行匹配，输出目标位置，具体步骤如下：定义红外图像火焰中心点坐标为(x,y)，定义可见光图像中心点坐标(rgbX,rgbY)；则可见光图像与红外图像当前帧目标偏差量为：△L2＝(x-rgbX)2+(y-rgbY)2若△L2≤Th_m，则判定该区域为火焰目标区域；其中，Th_m为对比可见光图像区域、红外图像区域中心点位置偏差的阈值，△L为可见光图像与红外图像当前帧的目标偏差量。本专利技术采用双目视觉搭建的方式，对可见光图像和红外图像中目标颜色进行空间建模，获得动态火焰目标，并采用帧差法将动态火焰目标锁定；通过计算动态目标区域连续帧中的中心点位移次数，锁定疑似目标，最后对可见光图像、红外图像中的疑似目标检测结果进行匹配，从而确定目标火焰的位置，其应用算法构建静态火焰识别模型，并结合火焰动态特征，是动静结合的火焰识别算法。该算法复杂度较低，可实现检测进度与实时性的平衡，检测效率和识别效果较高。附图说明图1为本专利技术提供的一种图像型火灾探测器的火焰识别方法的流程示意图。具体实施方式下面参照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，本专利技术提供了一种图像型火灾探测器的火焰识别方法，用来识别视觉可见光中的火焰色彩，本方案采用双目摄像头分别采集可见光图像和红外图像，其包括以下步骤：步骤一：双目摄像头获取监控现场的视频，设定视频中图像序列的帧率，本实施例中图像序列的帧率设定为25fps；步骤二：对图像进行预处理；在数字设备获取图像过程中，受拍摄仪器自身和环境等因素的干扰，容易造成获取到的图像失真或包含噪声等问题，导致图像信噪比下降，从而难以分辨目标，因此对原始图像进行算法处理之前需要对图像进行预处理。本实施例中对图像预处理的方法可以采用噪声去除、腐蚀膨胀、中值滤波等现有技术中对图像的预处理方法，在此不赘述。步骤三：分别对可见光图像中目标颜色和红外图像中目标颜色进行空间建模，判断动态目标区域；其中，对可见光图像中目标颜色的空间建模如下：对可见光图像中当前帧每个像素点逐个扫描，建立火焰目标像素于图像位置(x,y)的颜色空间判据定义为：其中，R(x,y)、G(x,y)、B(x,y)分别为可见光图像序列中每帧像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像型火灾探测器的火焰识别方法，用来识别视觉可见光中的火焰色彩，其特征在于，包括以下步骤：/n101、获取监控现场的视频，设定视频中图像序列的帧率；/n102、分别对可见光图像中目标颜色和红外图像中目标颜色进行空间建模，判断动态目标区域；/n103、采用帧差法实现对动态目标区域的锁定；/n104、计算动态目标区域连续帧中的中心点位移次数，锁定疑似目标；/n105、对可见光图像、红外图像中的疑似目标检测结果进行匹配，确定火焰目标区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种图像型火灾探测器的火焰识别方法，用来识别视觉可见光中的火焰色彩，其特征在于，包括以下步骤：
101、获取监控现场的视频，设定视频中图像序列的帧率；
102、分别对可见光图像中目标颜色和红外图像中目标颜色进行空间建模，判断动态目标区域；
103、采用帧差法实现对动态目标区域的锁定；
104、计算动态目标区域连续帧中的中心点位移次数，锁定疑似目标；
105、对可见光图像、红外图像中的疑似目标检测结果进行匹配，确定火焰目标区域。


2.根据权利要求1所述的图像型火灾探测器的火焰识别方法，其特征在于，在对目标颜色空间建模前，还包括对图像进行预处理。


3.根据权利要求1所述的图像型火灾探测器的火焰识别方法，其特征在于，对可见光图像中目标颜色进行空间建模的具体方法如下：
对可见光图像中当前帧每个像素点逐个扫描，建立火焰目标像素于图像位置(x,y)的颜色空间判据定义为：



其中，R(x,y)、G(x,y)、B(x,y)分别为图像序列中每帧像素(x,y)在颜色空间中红、绿、蓝三个分量的值；Th_1、Th_2、Th_3为设定的火焰在图片中红、绿、蓝三个分量的阈值；Fire_Vis(x,y)为可见光图像中的动态目标区域。


4.根据权利要求3所述的图像型火灾探测器的火焰识别方法，其特征在于，对红外图像中目标颜色进行空间建模的具体方法如下：
对红外图像中当前帧每个像素点逐个扫描，建立火焰目标像素于图像位置(x,y)的颜色空间判据定义为：



其中，n_R(x,y)、n_G(x,y)、n_B(x,y)分别为红外图像序列中每帧像素(x,y)在颜色空间中红、绿、蓝三个分量中的灰度值，min{n_R(x,y)，n_G(x,y)，n_B(x,y)}为红、绿、蓝三个分量中灰度的最小取值；max{n_R(x,y)，n_G(x,y)，n_B(x,y)}为红、绿、蓝三个分量中灰度的最大取值；Th_I为红外图像中动态目标区域的约束阈值；Fire_Inf(x,y)为红外图像中的动态目标区域。


5.根据权利要求4所述的图像型火灾探测器的火焰识别方法，其特征在于，采用帧差法实现对动态目标区域的锁定，具体步骤如下：
(1)获取图像序列中连续三帧分别定义为第k+1帧、第k帧和第k-1帧，分别转化为灰度图像I...

【专利技术属性】
技术研发人员：高淑娟，于海生，袁驰，王海峰，闻泉源，
申请(专利权)人：营口新山鹰报警设备有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21