[发明专利]一种基于视频图像的大空间火灾监测系统

权利要求书

1.一种基于视频图像的大空间火灾监测系统，其特征在于，包括：

CCD摄像头，所述CCD摄像头设置有红外传感器，所述红外传感器监 测到运动物体时，CCD摄像头采集视频图像；

图像处理模块，用于将采集的视频图像转换成帧图像，通过图像增强过 滤噪声；

图像分析模块，用于对处理的图像进行分析，所述图像分析包括以下步 骤：初步检测，检测是否存在运动物体并计算运动物体的运动范围，若存在 运动物体并且运动范围一定时，判定为疑似火焰；

静态特征提取，通过对疑似火焰所在图像位置进行基于RGB颜色空间 的火焰颜色特征提取，将运动图像中的像素进行小波变换提取低频像素点， 然后进行频域分析是否为火焰颜色；

动态特征提取，包括分析疑似火焰面积的变化、计算疑似火焰的圆形度、 疑似火焰的边缘检测和计算疑似火焰的闪烁频率；

综合判断，通过对疑似火焰的静态特征与动态特征的提取，综合分析判 断是否为火焰；

火灾报警器，用于判定为火焰时触发火灾报警。

2.根据权利要求1所述的基于视频图像的大空间火灾监测系统，其特 征在于，所述运动物体采用背景运动估计的方法，通过变化的区域来计算背 景更新图像B_n+1，即

其中α为更新系数，取值范围为0～1，是一个时间常量，x是一个像素 点，B_n+1表示第n+l时刻背景图像，I_n是第n时刻的视频帧像素，B_n是n时 刻的背景帧，背景图只更新静止的像素。

3.根据权利要求1所述的基于视频图像的大空间火灾监测系统，其特 征在于，所述颜色分析的辨别式为：

Fτ(x,y)=1,if|Cb(x,y)-Cr(x,y)≥τ0]]>

其中，(x,y)表征一个像素点在图像中的空间位置，F表征像素点为火焰像素点，τ为 一个经验常量，根据一系列的火焰图像测试所得出的值，Cb，Cr分别表示蓝色色度值 和红色色度值。

4.根据权利要求1所述的基于视频图像的大空间火灾监测系统，其特 征在于，所述分析疑似火焰面积的变化包括：将图像中的疑似火焰区域进行 强度分析并进行傅里叶变化对图像增强，然后对增强后的区域在复频域分析 处理，对处理后的区域进行阙值分割，计算其白色像素点的个数来近似等于 疑似火焰的面积，通过比较连续几帧的结果得出变化规律。

5.根据权利要求4所述的基于视频图像的大空间火灾监测系统，其特 征在于，所述计算疑似火焰的圆形度为将图像进行边缘检测以及必要的噪声 处理，得到火焰边缘的长度，然后计算面积与周长的比值。

6.根据权利要求1所述的基于视频图像的大空间火灾监测系统，其特 征在于，所述疑似火焰的闪烁频率通过分析疑似火焰的高度与宽度的比值变 化得到。

7.根据权利要求1所述的基于视频图像的大空间火灾监测系统，其特 征在于，所述疑似火焰的边缘检测用改进的LoG算子进行边缘检测，利用 双边滤波对图像进行平滑滤波，将原始图像f(x,y)与滤波后的图像进 行卷积运算，得出平滑后的图像I(x,y)，然后采用二维拉普算子进行图像增 强。