[发明专利]一种消防火灾图像块提取和识别方法及其装置

权利要求书

1.一种消防火灾图像块提取和识别方法，其特征在于，包括：

步骤S101：根据源图像的动态背景帧和当前帧差分确定目标图像（A99），根据源图像的前1帧和当前帧确定目标图像（A01）；根据给定图片库分别与目标图像（A99）和目标图像（A01）确定目标图像（B99）和目标图像（B01），所述与为：保留相同点或者相近点，删除差异点；根据目标图像（B99）和目标图像（B01）分别进行逐点微摆动、滤噪、块微摆动和块归置筛选处理，以消解各种噪声干扰，获得当前帧的记录本体的目标图像（C99）和记录目标图像变化边缘的目标图像（C01）；将本体目标图像（C99）和变化边缘目标图像（C01）的块数据合并写入图片格式的（C99+Z01）文件中；所述逐点微摆动的具体方法：当源图像出现抖动时，其后果是动态背景帧与当前帧的相对变化部位错位，即有重影出现；具体来说，就一个像素点而言，通过四周范围比对，如果发现某个方向上出现多个相似点，那么是摄像机发生抖动可能性就大，删除这些点，以减轻或者消解由于源图像抖动而产生的噪声干扰；所述块微摆动的具体方法为：针对颜色接近于火焰但色调较为单一的大块干扰物，对这些目标图像块进行逐点四周范围比对，如果目标图像块整体发现有大比例的相似点，而且色谱相对单调，则整块予以滤除；所述滤噪的具体方法：首先滤除单个像素点，然后查块相接和相粘，如有则合并，最后统计目标图像块固定部分/变化部分点数，滤除点数较少的目标图像块；所述块归置筛选处理包括：筛选目标图像块和给定图片库的Y、U、V值正态分布的一致性，确定目标图像块是否删除；

步骤102：匹配值的计算和判定：逐一从当前帧、前1～5帧的文件（C99+Z01）中读取块数据并计算出块特征参数集，从而计算出该块相对于所有给定图片的匹配值，判定该块是否为用户所需要的目标图；

最后确认本个当前帧没有任何目标图，则本个当前帧可以设置为新的动态背景帧；否则，应维持动态背景帧不变，直至确认目标图是或者非为目标物。

2.如权利要求1所述的消防火灾图像块提取和识别方法，其特征在于，在步骤102中，匹配值的计算和判定中，块特征数据包括：获得前1帧～前5帧排列首位目标图像块的数据，包括目标图像块左上角、右下角的坐标值、动态背景帧更新标志、目标图像块点数、目标图像块所在的源图像帧号及目标图像块匹配值；且读取前1帧～5帧bmp格式的（C99+z01）文件，并逐帧、逐个目标图像块依次从其中读出以下个信息数据：本体点数、边缘点数、本体逐帧点数差值、边缘逐帧点数差值、目标图像块中心点坐标值以及目标图像块中心点移动方向及速度，并算出具体的量化表征数据；当前帧逐个目标图像块包括信息数据为集中段的Y、U、V点数和绘制色谱图。

3.如权利要求2所述的消防火灾图像块提取和识别方法，其特征在于，对目标图像块的特征参数集数据进行加权计算，能够更为真实表现火焰特征的参数应取较重的权值，根据块匹配值的大小，对目标图像块进行排序，最后输出结果。

4.如权利要求1所述的消防火灾图像块提取和识别方法，其特征在于，给定图片的收集方法为：一是在勾取给定图片时，人为注意勾取的给定图片其内容确为火焰；二是在进行给定图片库预处理时，滤除明显不是火焰的像素点。

5.如权利要求4所述的消防火灾图像块提取和识别方法，其特征在于，所述滤除规则为：

1)RGB颜色空间，在火焰像素点中，红色分量R值总是大于绿色分量G，绿色分量G值总是大于蓝色分量B；

2)YUV颜色空间，在火焰像素点中，应有Y＞U，V＞U；

3)YUV颜色空间，图像块的Y、U、V均值设为Y~、U~、V~，则在火焰像素点中，应有Y＞Y~，U＜U~，V＞V~；

4)YUV颜色空间，|U-V|≥τ，τ为经验常量，是根据火焰实例图像测试所得的经验值。

6.如权利要求1所述的消防火灾图像块提取和识别方法，其特征在于，根据源图像的动态背景帧和当前帧差分算法为：当动态背景帧和当前帧对应的某个像素点Y、U、V值相差不超过某个阀值，此时人眼通常感觉不出图像有明显的差异时，该像素点即可予以删除。

7.一种用于权利要求1~6任一项所述的消防火灾图像块提取和识别方法的装置，其特征在于，包括：

第一模块：用于根据源图像的动态背景帧和当前帧差分确定目标图像（A99），根据源图像的前一帧和当前帧确定目标图像（A01）；根据给定图片库分别与目标图像（A99）和目标图像（A01）确定目标图像（B99）和目标图像（B01）；根据目标图像（B99）和目标图像（B01）分别进行逐点微摆动、滤噪、块微摆动和块归置筛选处理，以消解各种噪声干扰，获得当前帧的记录本体的目标图像（C99）和记录目标图像变化边缘的目标图像（C01）；将本体目标图（C99）和像变化边缘（C01）的块数据合并写入图片格式的（C99+Z01）文件中；

第二模块：用于逐一从当前帧、前1～5帧的文件（C99+Z01）中读取块数据并计算出块特征参数集，从而计算出该块相对于所有给定图片的匹配值，判定该块是否为用户所需要的目标图。