一种基于温度监测的火警预警系统技术方案

本发明专利技术涉及图像数据处理技术领域，提出了一种基于温度监测的火警预警系统，包括：采集热红外监控图像与可见光监控图像；构建高斯差分金字塔，根据不同尺度下图像中边缘信息分布的差异，获取尺度特征参数；根据每一帧的热红外监控图像中像素值的分布获取火灾分布方向，根据连续两帧的同一尺度下图像中像素点像素值的变化及火灾分布方向的差异，获取分布特征参数；根据尺度特征参数及分布特征参数获取极值点特征参数，获取极值点，根据可见光监控图像及不同尺度下图像中的极值点获取热红外配准图像；通过热红外配准图像进行火灾监测并实时预警。本发明专利技术旨在解决热红外图像由于模糊而与可见光图像配准不准确导致火灾判断出现错误的问题。误的问题。误的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于温度监测的火警预警系统


[0001]本专利技术涉及图像数据处理
，具体涉及一种基于温度监测的火警预警系统。

技术介绍

[0002]火灾是对人们的生命财产安全造成极大危害的灾难之一，因此在火灾初期及时发现火灾并进行预警，对及时阻止火灾蔓延具有重要意义，其中搭建基于温度监测的火警预警系统是重要的措施之一；现如今基于温度监测的火警预警系统通常为两种方式，一种为基于温度传感器进行监测，一种为基于热红外监控进行监测；由于温度传感器的监测范围较小，且传统火灾的信息响应时间较长，而热红外监控的抗干扰能力较强，在复杂的环境中也可进行工作，因此基于热红外监控进行监测的方式更加符合现如今火警预警的要求。
[0003]然而由于热红外监控摄像头的成像分辨率的问题，热红外监控图像中仅会显示大致的轮廓，无法精准的定位辨识；因此现如今往往采用可见光监控图像进行图像配准融合，提高热红外监控图像的成像质量；在进行图像配准和融合过程的前提过程为，获取热红外监控图像的特征点以及可见光监控图像的特征点，其中获取图像的特征点往往采用SIFT算法进行提取，而在SIFT算法提取过程中，由于热红外监控图像的特性，即利用的是目标本身的辐射能量，其本身就存在一定程度的模糊，而模糊图像会出现极值点稀疏的情况，若仍根据原有的SIFT在不同尺度上判断像素点是否为极值点，会造成错误的判断，进而导致图像配准融合不准确而影响火灾监测结果。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于温度监测的火警预警系统，以解决现有的热红外图像由于模糊而与可见光图像配准不准确导致火灾判断出现错误的问题，所采用的技术方案具体如下：本专利技术一个实施例提供了一种基于温度监测的火警预警系统，该系统包括：监控图像采集模块，获取多帧的热红外监控图像与可见光监控图像；监控图像配准模块：对热红外监控图像构建高斯差分金字塔，获取热红外监控图像及每组每层图像的边缘像素点集合，根据边缘像素点集合获取热红外监控图像的像素值分布曲线及每组每层图像的像素值分布曲线，根据像素值分布曲线获取每一帧热红外监控图像每个尺度下的尺度特征参数；根据每一帧的热红外监控图像中像素值的分布获取火灾区域及火灾分布方向，根据连续两帧的同一尺度下图像中像素点像素值的变化，获取火灾区域中每个像素点的像素点分布方向，根据像素点分布方向以及连续两帧火灾分布方向的差异，获取每一帧每个尺度下的每个像素点的分布特征参数；根据尺度特征参数及分布特征参数获取每个尺度下图像中每个像素点的极值点特征参数，根据极值点特征参数获取极值点，根据可见光监控图像及不同尺度下图像中的
极值点获取热红外配准图像；火警预警监测模块，通过热红外配准图像进行火灾监测，根据监测结果进行实时预警。
[0005]可选的，所述根据边缘像素点集合获取热红外监控图像的像素值分布曲线及每组每层图像的像素值分布曲线，包括的具体方法为：获取任意一帧热红外监控图像作为目标热红外监控图像，将目标热红外监控图像的边缘像素点集合记为原始边缘像素点集合，获取目标热红外监控图像的第组第层差分图像，获取原始边缘像素点集合在差分图像中对应的边缘像素点集合；在中任取一个像素点为原始起始点，按照顺时针方向及像素点的先后顺序构成的像素值分布曲线，在中获取原始起始点对应的像素点，记为第一像素点，以第一像素点为起点，按照顺时针方向及像素点的先后顺序构成的像素值分布曲线。
[0006]可选的，所述根据像素值分布曲线获取每一帧热红外监控图像每个尺度下的尺度特征参数，包括的具体方法为：获取任意一帧热红外监控图像作为目标热红外监控图像，计算目标热红外监控图像每个尺度下的尺度特征参数的方法为：其中，表示目标热红外监控图像的第组差分图像的尺度特征参数，表示目标热红外监控图像的像素值分布曲线，表示目标热红外监控图像在第组第层图像的像素值分布曲线，表示两条像素值分布曲线之间的DTW距离，表示以自然常数为底的指数函数；将目标热红外监控图像的第组图像的尺度特征参数作为目标热红外图像第尺度下的尺度特征参数。
[0007]可选的，所述根据每一帧的热红外监控图像中像素值的分布获取火灾区域及火灾分布方向，包括的具体方法为：通过阈值分割获取每一帧热红外监控图像中的火灾区域，将每一帧热红外监控图像中的火灾区域中的所有像素点通过构建二维坐标系进行主成分分析，其中二维坐标系中的横坐标为像素点在图像中的横坐标，纵坐标为像素点在图像中的纵坐标，获取每一帧中火灾区域的主成分方向及特征值，得到每一帧中火灾区域的主成分方向向量。
[0008]可选的，所述获取火灾区域中每个像素点的像素点分布方向，包括的具体方法为：获取第帧热红外监控图像中的任意一组作为目标组，将第帧热红外监控图像在目标组中的第二层图像的火灾区域中第个像素点作为目标像素点，获取目标像素点在第帧热红外监控图像在该组中的第二层图像中的对应位置，以所述对应位置为中心像素点，获取预设窗口内的所有像素点，获取窗口内与目标像素点灰度值差异最小的像素点，将所述灰度值差异最小的像素点指向中心像素点的方向记为第帧热红外监控图像在目标组中的第二层图像的火灾区域中第个像素点的像素点分布方向。
[0009]可选的，所述获取每一帧每个尺度下的每个像素点的分布特征参数，包括的具体方法为：获取第帧热红外监控图像中的任意一组作为目标组；其中，表示第帧热红外监控图像在目标组的第二层图像的火灾区域中第个像素点的分布特征参数，表示第帧热红外监控图像在目标组的第二层图像的火灾区域中第个像素点的像素点分布方向，表示第帧与第帧的火灾分布方向差；所述火灾分布方向差由第帧热红外监控图像的主成分方向向量与第帧热红外监控图像的主成分方向向量，相减得到的差异向量的方向得到；获取每一帧热红外监控图像在每一组的第二层图像中每个火灾区域中像素点的分布特征参数，将其作为每一组对应尺度下每个火灾区域中像素点的分布特征参数；将非火灾区域的像素点的分布特征参数设为定值。
[0010]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过对不同尺度下的每张图像对于原始图像的火灾区域信息的表征能力进行量化，其中通过计算原始图像的火灾区域的边缘信息分布以及不同尺度对应的每张图像的相对位置相同的区域的边缘信息分布之间的差异，来计算不同尺度下对应的每张图像的尺度特征参数；通过主成分分析来量化连续帧监控图像的火灾蔓延分布，计算同一尺度下图像中每个像素点在连续帧图像的变化过程中，与火灾蔓延分布之间的差异，来获取同一尺度下图像中每个像素点的分布特征参数，进而综合获取得到同一尺度下图像中每个像素点的极值点特征参数；通过获取的同一尺度下的图像中每个像素点的极值点特征参数来表征在不同尺度下的每个像素点是否为极值点的选择程度；使得在传统的SIFT检测算法中，避免了由于图像的模糊出现的极值点稀疏的情况，进而导致计算得到的极值点不满足特征点的要求并且增加的计算量的同时，还造成错误的图像匹配的缺点；通过准确进行极值点的选取，使得热红外监控图像和可见光监控图像的配准融合过程更加准确，进而可以精准的对火灾进行监测预警。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于温度监测的火警预警系统，其特征在于，该系统包括：监控图像采集模块，获取多帧的热红外监控图像与可见光监控图像；监控图像配准模块：对热红外监控图像构建高斯差分金字塔，获取热红外监控图像及每组每层图像的边缘像素点集合，根据边缘像素点集合获取热红外监控图像的像素值分布曲线及每组每层图像的像素值分布曲线，根据像素值分布曲线获取每一帧热红外监控图像每个尺度下的尺度特征参数；根据每一帧的热红外监控图像中像素值的分布获取火灾区域及火灾分布方向，根据连续两帧的同一尺度下图像中像素点像素值的变化，获取火灾区域中每个像素点的像素点分布方向，根据像素点分布方向以及连续两帧火灾分布方向的差异，获取每一帧每个尺度下的每个像素点的分布特征参数；根据尺度特征参数及分布特征参数获取每个尺度下图像中每个像素点的极值点特征参数，根据极值点特征参数获取极值点，根据可见光监控图像及不同尺度下图像中的极值点获取热红外配准图像；火警预警监测模块，通过热红外配准图像进行火灾监测，根据监测结果进行实时预警。2.根据权利要求1所述的一种基于温度监测的火警预警系统，其特征在于，所述根据边缘像素点集合获取热红外监控图像的像素值分布曲线及每组每层图像的像素值分布曲线，包括的具体方法为：获取任意一帧热红外监控图像作为目标热红外监控图像，将目标热红外监控图像的边缘像素点集合记为原始边缘像素点集合，获取目标热红外监控图像的第组第层差分图像，获取原始边缘像素点集合在差分图像中对应的边缘像素点集合；在中任取一个像素点为原始起始点，按照顺时针方向及像素点的先后顺序构成的像素值分布曲线，在中获取原始起始点对应的像素点，记为第一像素点，以第一像素点为起点，按照顺时针方向及像素点的先后顺序构成的像素值分布曲线。3.根据权利要求1所述的一种基于温度监测的火警预警系统，其特征在于，所述根据像素值分布曲线获取每一帧热红外监控图像每个尺度下的尺度特征参数，包括的具体方法为：获取任意一帧热红外监控图像作为目标热红外监控图像，计算目标热红外监控图像每个尺度下的尺度特征参数的方法为：其中，表示目标热红外监控图像的第组差分图像的尺度特征参数，表示目标热红外监控图像的像素值分布曲线，表示目标热红外监控图像在第组第层图像的像素值分布曲线，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁卫岗，吴小宏，柳介，冯有炎，
申请(专利权)人：深圳市特安电子有限公司，
类型：发明
国别省市：