[发明专利]基于可编程摄像技术的烟火智能识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及森林烟火监测与智能预警中的可编程摄像方法、特别涉及基于可编程摄像技术的烟火智能识别方法。

背景技术

世界各地在预防森林火灾的发生方面，采用了各种不同的技术手段。

加拿大采用从卫星上发射电磁射线检测林区温度，当检测出某一林区局部温度上升到150℃～200℃，红外线波长达3.7微米时，便是火灾前兆，立即测定具体温度，采取措施及时防火。

美国利用“大地”卫星在离地面大约705公里的轨道上绕地球运转，探测地面上的高温地区、浓烟地带以及火灾遗址。同时，美国还使用无人驾驶林火预警飞机进行24小时监测，耗费了巨额资金。

国外采用的技术发现火灾时火灾面积已经相对较大，对森林火灾的早发现并不能起到很好的作用。并且技术基础实施投资太大，这些难以满足我国森林资源监测的实际需要。

我国采用的火灾监控方式主要从地面近距离观测，目前主要有人工了望塔、传统视频监控和智能视频监控三种方式。

人工了望塔主要通过在林区高处建设人工了望塔，在防火期，通过人工完成森林火灾的发现。人工了望主要存在以下几个缺点：由于人为因素太多，易造成漏报。夜间的烟火不易被发现，造成漏报。在非防火期由于无人值守，森林处于无监控状态。

传统视频监控与人工了望塔相比，在技术上讲是一种进步，它通过前端电子监控设备采集的视频图像通过网络汇总，由人工完成集中监视。人工监视易造成肉眼疲劳，视频中的火情不易被查觉，造成漏报。此外，监控中心的视频线路较多，人工监视也无法一一监看，也容易易造成漏报。所以，传统视频监控的最大缺点仍然是漏报率非常高。传统视频监控是非数字化系统，许多智能应用无法实现。

智能视频监控与传统视频监控相比，它基于前端电子监控设备采集的视频图像进行烟火的智能分析识别，一旦发现林区出现烟火警情，可自动报警。智能视频监控是未来森林防火领域火灾预警的发展方向，可以在火灾的初始阶段迅速发现，为实现火灾的早扑灭奠定时间基础。智能视频监控可实现监控自动化，无需人工值守，人力成本低。

森林需要7*24小时不间断监控，随着地域、季节、气候、昼夜的不同，即便是同一地点采集的视频也会出现千变万化的情况。这对烟火智能识别技术提出了非常苛刻的要求。

目前许多烟火智能识别技术将传统的图像识别进行移植，不少同类技术的核心是基于图像RGB的算法，出现了误报率高的特点，申请号为200810127874.8的发明专利便是该类技术的代表。

随着烟火智能识别技术的实际应用，该技术在应用和算法上都取得了不小的进步。申请号为200910086691.0的发明专利，主要对林区中常出现的对烟火识别易出现干扰的区域进行了掩模，使烟火识别不分析该区域。然而，林区的环境千变万化，如果没有行之有效地办法来区分“烟和雾、灯光和火、霓虹和火”等的行为特征，而一味采用掩模技术来排除干扰，该技术的实用价值将大打折扣。

正是因为受制于对户外千变万化的环境缺乏研究和行之有效的技术手段，以上两种专利技术，都采用了在普通视频监控采集的视频的基础上，进行烟火的智能识别。即前端采集的视频压缩编码后通过微波传回监控中心，由智能识别电脑进行烟火的智能分析，由于采集的视频是动态的，即每帧图像之间都是相对移动的，加上没有行之前效的算法来分析烟火，圈定区域，以排除干扰的有效手段，导致以上两种技术会出现误报火情，而对于林区常出现的雾，更是容易引起误报。

在实际的应用当中，由于环境千变万化，烟火智能识别技术还应排除树木晃动、雾和光线变化、居民炊烟、车辆、路灯、居民照明灯等因素对烟火识别造成的干扰，以提高烟火识别的准确性。

综上所述，目前森林防火领域对于实现森林烟火的预防采取了不同的技术手段，但都还没有一种技术手段能够有效地实现森林火灾的早发现，应用于该领域的烟火智能识别技术大多数都还不能达到理想的工作状态，普遍存在漏报率和误报率高的弱点。采用基于可编程摄像技术的烟火智能识别，是比较可行的办法。

所以，作为智能视频监控核心的烟火智能识别技术，除了要具有科学易行的分析算法，还应根据森林防火的行业特点和实际环境对视频采集方法进行改良，对烟火智能识别的方法和算法进行优化，以有效降低烟火识别的漏报率和误报率。

发明内容

本发明的目的是针对森林防火领域智能视频监控现有的监控装置在的不足，提供一种能够快速、准确分析判断林区火灾的基于可编程摄像技术的烟火智能识别方法。

方法包括以下步骤：