[发明专利]一种变电站室外火灾自动监测预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及变电站保护技术领域，特别涉及一种变电站室外火灾自动监测预警方法。

背景技术

近年来，变电站因设备故障引起的火灾事故频繁发生，如果在火灾发生初期没有及时发现并采取有效的处理措施，火灾不但会直接烧毁大量的电器设备，而且停电修复之间也较长，严重影响了电网的运行安全。

目前，在变电站室外火灾预警系统中一般采用基于视频图像识别火灾自动监测预警，其原理是：对视频码流中前一帧与后一帧的图像(像素)进行比对分析，区分出“前景”和“背景”，经过背景过滤和前景降噪后提取“前景”作为检测目标。对检测目标中的烟雾进行判别，当温度升高至火苗出现前往往会伴随烟雾产生，因此根据“火焰”与“烟雾”的特征提取算法对来自变电站室外的现场监控视频码流进行特征比对，从而实现对监控画面中的“火焰”与“烟雾”信号的自动捕获，触发报警。

但是，目前的基于视频图像识别的火灾自动监测过程存在的缺陷在于：一是，视频中的烟和火焰的运动速度是由环境中气流的运动速度和拍摄景物的距离决定的，因此，烟和火焰在视频中的运动状态不稳定，容易产生误报。二是，视频中烟雾的特征受外界环境影响较大，火灾判别的准确率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变电站室外火灾自动监测预警方法，以提高火灾判别的准确率。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：提供一种变电站室外火灾自动监测预警方法，包括：

S1、对输入的视频帧图像进行数字处理，将图像信号转换为数字信号；

S2、对视频图像的数字信号进行特征提取，得到可疑火焰区域的自相关函数、狄度均值序列的方差、圆形性序列的均值和自相关函数、质心的移动距离五个特征；

S3、将提取的五个特征送入贝叶斯分类器中进行分类识别，识别出火灾火焰；

S4、对火焰烟雾进行进行识别，得到烟雾识别结果；

S5、结合火焰识别结果和烟雾识别结果，识别出最终的火焰位置并进行报警。

其中，步骤S1具体包括：

获取视频帧图像，并将连续帧图像像素数值以RGB空间进行表示，得到初次火焰区域筛选结果；

对初步火焰区域筛选结果中的火焰轮廓进行识别，捕捉得到符合轮廓的火焰，得到二次筛选结果；

以10Hz为筛选条件对二次筛选结果中的火焰外焰进行频率筛选，得到三次筛选结果；

以能量分布是否均匀对三次筛选结果进行筛选，将能量分布不均匀的结果确定为火焰区域。

其中，在步骤S3之后，还包括：

对火焰的动态特征进行分析，得到火焰识别结果，其中火焰的动态特征包括火焰的面积变化、边缘变化、形体变化、闪动规律、分层变化以及整体移动。

其中，所述的对火焰烟雾进行识别，得到烟雾识别结果，具体包括：

对所述视频帧图像中的慢运动物体进行检测，得到物体检测结果；

对所述视频帧图像中的烟雾颜色区域进行检测，得到烟雾颜色区域检测结果；

对所述物体检测结果中的烟雾上升区域进行检测，得到烟雾上升区域检测结果；

对所述物体检测结果中的阴影进行检测并去除，得到阴影检测结果；

对所述物体检测结果、烟雾颜色区域检测结果、烟雾上升区域检测结果以及阴影检测结果进行过滤、加权和决策处理，得到烟雾识别结果。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：由于烟雾的特征在动态和静态方面均与火焰有着明显的区别，本发明中将火焰和烟雾进行分开识别，通过对烟雾的多个特征提取，降低了误判率。同时由于早期的火灾火焰是不稳定的，不同时刻火焰的形状、面积和辐射强度等都在变化，本发明通过火灾(火焰和烟雾)的动念特征分析(包括：面积变化、边缘变化、形体变化、闪动规律、分层变化、整体移动)，增强并实现火灾(火焰和烟雾)的智能预判能力。

附图说明

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：

图1是本发明中一种变电站室外火灾自动监测预警方法的流程示意图；

图2是本发明中的火焰识别效果示意图；

图3是本发明中的火焰外焰筛选结果示意图；

图4是本发明中衣服的能量分布示意图；

图5是本发明中火焰的能量分布示意图。

具体实施方式

为了更进一步说明本发明的特征，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本发明的保护范围加以限制。