一种智能图像烟雾、火焰探测器和一种复合型智能图像烟雾、火焰探测器，及由这些探测器组成的智能图像火灾探测系统，该探测器由摄像头或成像ＣＣＤ部件、ＤＳＰ核心处理电路、输入、输出电路、红外灯及滤光镜部件、金属或其他封装、视窗镜片和前、后盖组成，具可确实监控初期产生真正烟雾及火焰等火灾的特性，以达具有早期报警功能降低灾害发生的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设计火灾探测或报警技术，特别是涉及一种智能图像烟雾、火灾探 测数字信息系统。
技术介绍
随着全球模式识别技术的不断发展，以及近百年来消防、安全系统发展中的视觉化需求，尤其是美国911之后对安全监控需求的增大，基于视频图像的 智能探测系统层出不穷。由于监控目标的不同，又划分为不同的研究和应用方 向。本专利技术涉及火灾探测报警领域。多年以来大型空间(会展中心、体育场馆、飞机库、大型仓库、大型厂房 等)、特殊建筑物(交通隧道、石油石化生产区、爆炸性储物区、博物馆、地 铁、列车站、医院等)和室外大型场地(森林、公园等公共社区等)的火灾探 测器一直是消防界不断探索研究的问题。大型空间的特征是空间较大， 一般会高达20m以上，单体建筑地面面积 较大；早期探测火灾困难，由于空间较大，目前的一些常规探测器对火灾初期 的特征参量如燃烧气体含量、烟雾浓度、温度等很难快速反应，如烟要到达一 定高度并产生使对射式感烟探测器动作报警的烟浓度需要较长的时间；目前基 于非图像原理的探测器无法给出火灾的位置，无法控制灭火系统进行有效灭火。特殊建筑物的特征情况会较复杂，他们的共同特征是常规探测技术都存 在一些缺陷，很难达到快速探测的目的；环境条件复杂，有的情况是环境很差, 面临着爆炸性等特殊环境问题；要求快速探测，早期预报，并实现火灾安全监 控一体化。室外大型场地的特征是室外，面积大，环境随自然天气变化而变化，条 件复杂；火灾发生存在位置不确定性，随机性大，目前没有合适的探测手段； 外部环境干扰大，受光、雾、水气、雨、雪、闪电等的影响大；需要形成大面 积、广泛区域的监控。正因为这些特殊性，目前的常规探测技术难以达到预期的目的，尤其是早 期探测火灾、早期控制处理的目的。中国专利95100519.7提出了一种利用彩色影像三基色差分进行火灾探测与 定位的方法，该方法存在的问题是第一，有很多人工或自然光源的三基色特 性与火焰的特性相似，仅基于三基色差分法，误报率极高；第二，该演算法只 针对火焰探测，不具备烟雾探测能力，因此不具备大空间、特殊建筑物早期探 测报警的能力。中国专利00805204.2 (国际公开号WO00/63863,公开曰 2000.10.26)提出了一种光截面图像感烟探测方法，其存在的问题是与线型光 束感烟探测器原理基本类似，不适用于高度较高的场所，对火灾初期产生的升 腾中的烟雾探测困难，且红外发光阵列安装很不方便。以上两类系统均是采用 工业控制电脑作为处理平台，不具备对探测前端的调整控制功能。外国专利WO01/57819, US7002478"Smoke and Flame Detection，，提出了一些 火灾探测的演算法，其存在的主要问题是第一，该方法是用了相关分析、 Bayesian统计方法等复杂演算法，大量使用n次方、开方等运算，加之一帧图 像点数在104点以上，因此运算量很大，不可能在DSP的处理器中移植使用， 只能釆用高性能的电脑分析；第二，系统没有对摄像头及配套光源的控制机制， 很难在夜晚使用，这是其使用的最大障碍；第三，由于其需要采用包括键盘等 在内的工控机，其很难通过关于火灾探测器的国际标准的检验，这也是其至今 不能获得国际认证的原因。
技术实现思路
本专利技术目的在于提出一种基于DSP核心处理电路的智能图像烟雾、火焰探 测器，以实现摄像系统、背景光源、中央处理系统、输入输出控制系统的一体 化，从而满足火灾探测器各类国际、国内标准的要求。本专利技术的第二目的是提出一种复合型的智能图像烟雾、火焰探测器，用已 有的一些火灾探测手段辅助图像火灾识别演算法，以避免视频无法区分的假火。本专利技术的第三目的是提出 一种基于特征匹配的统计和概率融合计算法，以 简单的计算方法实现智能火灾探测，通过两级概率数据融合，获得最佳的火灾 概率数据。本专利技术的再一 目的是提出 一种具有自学习机制的智能图像火灾探测系统， 当发生误报警或漏报警时，可以启动系统回圈学习机制，改善系统的识别能力，以更好地适应所保护的区域。本专利技术的目的主要由下述技术方案实现一种智能图像烟雾、火焰探测器，其特征在于由摄像头1或成像CCD部件、DSP核心处理电路2、输入、输出电路3、红外灯及滤光镜部件6、金属或其他材料封装的外壳5、视窗镜片7和前、后盖8、 4组成。一种复合型智能图像烟雾、火焰探测器，其特征在于由摄像头l或成像CCD部件、DSP核心处理电路2、输入、输出电路3、红外灯及滤光镜部件6、金属或其他封装5、视窗镜片7和前、后盖8、 4,以及紫外、红外等不同类型的火灾感测器10和不同类型火灾感测器的信号处理电路9组成。 一种智能图像烟雾、火焰探测系统，由智能图像烟雾和火焰探测器11、信息管理与数字刻录系统13、辅助学习设定调试系统14、显示与操作盘12组成，其特征在于所述智能图像烟雾、火焰探测器由上述的探测器组成。 一种基于PC或其他中央处理系统的智能图像烟雾、火焰探测器，其特征在于由探测前端43和信号处理系统46组成。所述探测前端43由CCD成像装置或摄像头44、红外灯或其他背景光源50及感光感测器电路51组成。所述信号处理系统46由图像采集器45、电脑或其他计算处理系统47、摄像机及光源控制输出电路49、报警及图像信号输出48组成。以上智能图像烟雾、火焰探测器的DSP核心处理电路的核心处理演算法是基于t时刻序列帧图像特征匹配的统计和概率融合计算法。具体流程如下第一 ，系统在t时刻获取长度L的序列帧图像；第二，自学习确定固定背景的特征、周期为1Y的长周期背景、周期为Ts的短周期背景；第三，对t时刻获取长度m的序列帧图像进行分析，提取这一序列图像的每两帧间的每一帧与短周期背景图像及与长周期背景图像的差异和动态变化特征；第四，对计算出各种特征参数同火焰或烟雾特征进行匹配，当序列帧图^^匹配成功的图像达到百分比Ratio时，特征标志FCi和SCj置1,否则置-l;第五，根据不同特征的权重，进行第一级数据融合，得到火焰和烟雾概率增量APF(t)和APs(t);第六，将火焰、烟雾的概率增量进行第二级数据融合，得出t时刻的火灾概率P(t)。复合型探测器中的常规火灾探测装置的计算概率将作为DSP核心处理电路的演算法概率融合的 一 个输入参数。以上智能图像烟雾、火焰探测器划分出不同的概率区间，警示概率Pa!〈P(t)<Pah,预警概率Ppi〈P(t) <Pph，报警概率Pn〈P(t)《PFh。探测器根据t时刻的火灾概率P(t),给出不同级别的报警信息。当探测器发生误报警或漏报警时，将辅助学习设定调试系统14与智能图像烟雾和火焰探测器11连接，再同信息管理与数字刻录系统13构成回圈自学习系统，自学习机制产生更新后的系统决策参数。与已有技术相比，本专利技术有如下优点1. 演算法简单，易于形成一体化系统，可以广泛适应各种使用需求；2. 可以同时实现火焰和烟雾的探测报警，尤其针对火灾初期的烟雾，具有很好的识别能力，具有早期报警功能；3. 系统具有自学习功能，可以不断适应所处的环境，大大提高系统防误报警和漏报警的能力。附图说明图l为本专利技术图像烟雾、火焰探测器的一种实施例示意图2为本专利技术图像烟雾、火焰探测器的第二种实施例示意图3为本专利技术的智能图像火灾探测系统；图4为本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种智能图像烟雾、火焰探测器，其特征在于：包括摄像头、ＤＳＰ核心处理电路、输入、输出电路、红外灯及滤光片部件、外壳、视窗镜片和前、后盖。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：侯荣琴，
申请(专利权)人：侯荣琴，
类型：发明
国别省市：71[]
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