[发明专利]一种有效的煤矿火灾检测系统

权利要求书

1.一种有效的煤矿火灾检测系统，其特征是，包括视频采集模块、目标检测模块、数据处理模块、目标识别模块和火灾报警模块，所述视频采集模块由前端监控摄像机组成，用于采集井下的环境视频图像，所述目标检测模块用于从所述井下环境视频图像中检测出烟雾目标区域，具体包括：

(1)采用背景估计法从井下视频图像序列中提取烟雾运动目标，其采用一种改进的背景更新公式，具体为：

式中，B_n+1(x,y)是第n+1帧背景图像中坐标为(x,y)的点的灰度值，j_n+1(x,y)是从监控视频中截取的视频图像序列的第n+1帧中坐标为(x,y)的点的灰度值，j_n(x,y)是从监控视频中截取的视频图像序列的第n帧中坐标为(x,y)的点的灰度值，(x,y)静止和(x,y)运动是指上一帧背景图形和下一帧原始图像在(x,y)的点的灰度值有无差别，有差别则为运动，无差别则为静止，B_I(x,y)表示设定为图像序列首幅图像的原始背景中坐标为(x,y)的点的灰度值，G_n(x,y)表示全局光照变化因子，M表示图像的大小，a,b和c分别为权重系数，a+b+c＝1；

(2)采用颜色特征对上述检测得到的烟雾运动目标中的非烟雾的像素点进行过滤，对烟雾颜色特征进行判别的公式具体为：

式中，R(x,y)、G(x,y)和B(x,y)分别代表监测得到的烟雾运动目标中坐标(x,y)处像素的红色分量、绿色分量和蓝色分量，u代表烟雾颜色阈值；所述数据处理模块用于对检测到的烟雾目标区域进行灰度化处理和图像增强处理，所述目标识别模块用于从处理后的烟雾目标区域中提取烟雾特征并进行识别，从而判断有无火灾发生，当判断井下发生火灾时即令火灾报警模块进行报警。

2.根据权利要求1所述的一种有效的煤矿火灾检测系统，其特征是，所述火灾报警模块采用灯光和声音结合的方式进行报警。

3.根据权利要求2所述的一种有效的煤矿火灾检测系统，其特征是，数据处理模块用于对检测所得的烟雾运动区域进行灰度化处理和图像增强处理，包括图像转换单元和图像增强单元，所述图像灰度化单元用于将检测得到的烟雾运动区域转化为灰度图像，所述图像增强单元通过对改变所述烟雾运动区域的像素点的灰度值进行图像增强。

4.根据权利要求3所述的一种有效的煤矿火灾检测系统，其特征是，所述图像转换单元用于将检测得到的烟雾运动区域转换为灰度图像，具体为：

h(i,j)＝0.11*R(i,j)+0.59*G(i,j)+0.3B(i,j)

式中，h(i,j)表示烟雾运动区域中坐标为(i,j)的点的灰度值，R(i,j)表示烟雾运动区域中坐标为(i,j)的像素点的红色分量值，G(i,j)表示烟雾运动区域中坐标为(i,j)的像素点的绿色分量值，B(i,j)表示烟雾运动区域中坐标为(i,j)的像素点的蓝色分量值。

5.根据权利要求3所述的一种有效的煤矿火灾检测系统，其特征是，所述图像增强单元通过改变所述烟雾运动区域中像素的灰度值进行图像增强，其采用一种改进的灰度级映射算法，具体为：

式中，h(i,j)代表所述烟雾运动区域在像素坐标(i,j)的灰度值，[A,B]代表所述烟雾运动区域的灰度值范围，h′(i,j)代表经过变换后的烟雾运动区域在像素坐标(i,j)处的灰度值，[C,D]代表转换后的烟雾运动区域的灰度值范围。