[发明专利]一种基于自适应亮度分割的火灾视频图像分析算法

说明书

本发明提供一种基于自适应亮度分割的火灾视频图像分析算法，将火灾现场周边监控设备拍摄的视频录像拷贝到计算机上进行图像处理；计算机对视频图像初步进行逐帧的分析检索，自动找到图像中发生亮度变化的区域并记录录；将从监控上截取的视频从第一帧作为初始背景，对前后相邻帧做作差分运算得到两帧图像亮度差的绝对值，并对帧差进行二值化处理得到二值图；对视频监控区域部分的二值图进行逐帧分析；对处理后的二值图利用OTSU算法进行自适应的阈值分割；对二值图中的边界进行直线拟合可得到精确的亮度分割线；对视频中自动提取到的实时显示的亮度分割线进行分析，可以确定火灾的起火点和蔓延方向，便于火灾调查人员快速分析，极大地提高工作效率。

技术领域

本发明提供一种基于自适应亮度分割的火灾视频图像分析算法属于计算机视觉领域，本质上是图像分割问题。

具体来说是消防部队火灾原因调查人员利用火灾现场周边监控设备拍摄的视频录像在计算机上进行图像处理，自动提取到有利于分析起火部位的阴影与亮度分割线，并给出火灾蔓延趋势变化，从而有助于提高火灾现场勘验效率，便于对起火部位进行溯源。

背景技术

在当今社会中，火灾一直是人类所面临的主要灾害之一，对人类造成了大量的人身伤亡和财产损失。随着科技的发展，近年来火灾预警技术和消防技术都有了长足的发展，然而重特大火灾事故仍然时有发生。所以消防人员需要对火灾发生情况进行调查研究，找到起火的原因，从而减少火灾的发生。在分析火灾时对起火点的精确定位以及对起火原因的准确分析就显得至关重要。一方面，精确的起火点定位可以作为证据来明确火灾事故的责任，另一方面，准确的火灾原因分析则有利于日后对相同类型火灾的预警和防范。

在传统的火灾原因调查工作中，主要以现场勘验为主要手段，以调查询问和火灾技术鉴定为辅助手段。这种传统的火灾原因调查方法具有弊端和局限性。首先，传统方法在调查过程中容易导致火灾现场破坏和有关证据的灭失，从而错误地认定火灾原因。并且传统方法有时形成不了认定火灾原因的证据链，没有确定的证明力和说服力，导致火灾原因认定不清，火灾认定的证据不足，证据之间不能相互印证等问题。其次，由于现在各种场所越来越多的安装了视频监控平台，火调人员通常会通过观看视频来获取有价值的信息。但由于视频时间长数据量大，需要消耗大量的人力和时间。另外，由于很多监控设备的安装位置只能观察到火场周围火光反射的情况，在火灾发生初期，火光会对周围环境产生一定程度的照射，但由于物体的遮挡，会产生阴影与亮光的分割线，这些分割线对推断起火部位和火灾蔓延趋势是有价值的。但是在燃烧初期，亮度变化并不明显，人眼不易察觉和识别，火灾调查人员往往会遗漏这些有效信息，从而影响了火灾调查的效果和效率。这种人工手动逐帧去观察有无亮度分割线，耗时且不能实时记录，不能指导火灾调查工作。

发明内容

鉴于现有技术的状况及存在的不足，本发明提供了一种基于自适应亮度分割的火灾视频图像分析算法，本分析算法是对火灾视频图像中光影变化进行自动提取的图像分析算法，火灾原因调查人员可以利用该方法对火灾现场周边监控设备拍摄的视频录像在计算机上进行图像处理，自动提取到有利于分析起火部位的亮度分割线，即可完成对可能起火时间的检测，起火部位的预测以及火灾蔓延方向的判断。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种基于自适应亮度分割的火灾视频图像分析算法，利用计算机作为分析平台，其特征在于，其主要功能和步骤如下：

1)、火灾原因调查人员将火灾现场周边监控设备拍摄的视频录像拷贝到计算机上进行图像分析处理，即可自动提取到分析和推断起火部位的亮度分割线，亮度分割线指火灾发生后火焰的散射光被物体遮挡后在某一平面上形成的明暗区域分界线；

2)、计算机首先对视频图像初步进行逐帧的分析检索，自动找到图像中发生亮度变化的区域，并记录作为下一步的视频处理区域，如果存在多个区域则分别记录；