[发明专利]一种基于视频图像的大空间火灾监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及火灾探测领域，特别涉及一种基于视频图像的大空间火灾监 测系统。

背景技术

随着社会进步，火灾监测领域越来越受到人们的关注。尤其是当大空间 场所发生火灾时，如不能及早发现火情，将会导致无法估量的损失，所以一 种有效的大空间火灾监测系统是极其重要的。

而现有的火灾自动监测设备，都普遍存在着不足之处，例如：

(1)感温型火灾探测器：此类探测器是通过辨别火灾后温度的变化来 发出警报的，然而在大空间，气流速度超过5m/s或空间高度过高时，都会 影响其感应，导致其感应效果下降。

(2)感烟型火灾探测器：此类探测器是通过探测火灾产生的烟气来报 警的，而在大空间中，烟气随着高度的增高而稀释，最终导致这类探测器的 感应效果下降。

(3)感光型火灾探测器：此类探测器是通过识别火灾火焰发出的特有 的红外线或紫外线来发出警报的。这类探测器容易受强光物体的干扰，导致 其感应效果下降。

(4)其他复合类型的火灾探测器也没有能够很好的解决这些问题。

另外，现在也有一些探测器是基于视频图像的，经过对疑似火焰的空间 颜色分布，纹理特征，边缘检测等的分析来判断是否为火灾，但这些探测器 于边缘检测上用的算子都有其不足之处，如Roberts算子①，Sobel算子②， Prewitt算子③，Canny算子④等对噪声较敏感，如图1所示，图中箭头为 边缘不连续处，结果图边缘连续性较差，影响火焰图像的周长计算，进而影 响火焰圆形度的测量，对火焰特征参数的提取不利。

综上所述，传统探测器的作用范围都太局限，受环境因素的影响较大， 无法用于大空间的火灾监测，并且其他一些基于视频图像的的探测器期检验 方法受噪声影响较大，也导致火焰识别率下降。

发明内容

针对传统火灾探测器的不足，本发明目的是：提供一种受环境因素影响 较小，多角度分析，检测效率高，便于火灾原因调查的基于视频图像的大空 间火灾监测系统。

本发明的技术方案是：

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。

优选的，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。

优选的，所述颜色分析的辨别式为：