[发明专利]一种嵌入式图像型厨房火灾报警装置

权利要求书

1.一种嵌入式图像型厨房火灾报警装置，包括信号采集模块(1)、运动目标检测模块(4)、火焰识别模块(9)、烟雾识别模块(13)、可燃气体浓度检测模块(17)、报警模块(18)，其特征在于，所述运动目标检测模块(4)、火焰识别模块(9)、烟雾识别模块(13)、可燃气体浓度检测模块(17)和报警模块(18)均运行在嵌入式平台上；

信号采集模块(1)包括用于采集图像信息的摄像头(2)及用于采集可燃气体浓度信息的可燃气体传感器(3)；

摄像头(2)连接运动目标检测模块(4)，由运动目标检测模块(4)提取图像信息中运动目标的图像特征，获得较为完整的运动区域图像；

火焰识别模块(9)，用于对运动目标检测模块(4)得到的运动区域图像中的火焰进行识别，火焰识别模块以N帧图像作为一个检测周期，判定有无火灾发生，N为预先设定的数值，并根据判断结果给出火焰报警信号；

烟雾识别模块(13)，用于对运动目标检测模块(4)得到的运动区域图像中的烟雾进行识别，并根据识别结果给出烟雾报警信号；

可燃气体浓度检测模块(17)，用于监测厨房内的可燃气体浓度值，当可燃气体浓度值大于设定阈值时，给出煤气泄漏报警信号；

报警模块(18)根据接收到的火焰报警信号、烟雾报警信号及煤气泄漏报警信号对外发出报警。

2.如权利要求1所述的一种嵌入式图像型厨房火灾报警装置，其特征在于，还包括存储模块(19)，存储模块(19)连接所述摄像头(2)，用于存储检测到火焰或烟雾的图像帧。

3.如权利要求1所述的一种嵌入式图像型厨房火灾报警装置，其特征在于，所述嵌入式平台为树莓派平台。

4.如权利要求1所述的一种嵌入式图像型厨房火灾报警装置，其特征在于，所述运动目标检测模块(4)包括：

前景检测单元(5)，将采集到的图像信息运用混合高斯背景模型算法提取运动目标；

中值滤波单元(6)，对前景检测单元(5)提取到的运动目标进行中值滤波来去除噪声；

腐蚀膨胀单元(7)，通过腐蚀膨胀获得去除噪声后的运动目标的掩模模板；

掩模处理单元(8)，利用掩模模板对原图像信息进行掩模处理获得较为完整的运动区域图像。

5.如权利要求1所述的一种嵌入式图像型厨房火灾报警装置，其特征在于，所述火焰识别模块(9)包括：

火焰颜色检测单元(10)，使用基于HSI和RGB空间的火焰颜色模型从运动区域图像中分割出火焰疑似区域；

火焰特征提取单元(11)，提取火焰疑似区域的五种特征值，分别为：圆形度、尖角数、质心位移、红绿分量比、面积变化率，将五种特征值作为一组特征向量；

SVM模式识别单元(12)，将火焰特征提取单元(11)提取到的特征向量输入进已经训练好的SVM分类器，做最后的火焰识别判定。

6.如权利要求5所述的一种嵌入式图像型厨房火灾报警装置，其特征在于，所述火焰颜色检测单元(10)对火焰疑似区域周围采用基于灰度差的区域生长的方法，若领域像素灰度值与可疑火焰像素平均灰度值差值小于阈值T，则将领域像素合并至可疑火焰像素，从而得到最终的火焰疑似区域。

7.如权利要求1所述的一种嵌入式图像型厨房火灾报警装置，其特征在于，所述烟雾识别模块(13)包括：

烟雾颜色检测单元(14)，对运动区域图像根据烟雾的颜色模型提取疑似烟雾区域；

烟雾小波高频能量检测单元(15)，将疑似烟雾区域的背景帧和当前帧图像分成N*M个图像块，分析提取图像块内的小波高频能量，将烟雾疑似区域的前景和背景图像块的小波能量之比作为一个判据，若比值大于设定阈值则确定疑似烟雾区域为烟雾区域；

烟雾凸形度和增长度检测单元(16)，分析烟雾区域的凸形度和增长率，若烟雾可疑区域的平均凸形度值和平均增长率值均大于设定阈值则给出烟雾报警信号。

用于识别烟雾；所述可燃气体浓度检测模块17用于检测可燃气体的浓度判断其是否超过设定阈值；所述报警模块18在识别到火焰或烟雾，或者检测到可燃气体浓度超出设定阈值时进行报警。

8.如权利要求1所述的一种嵌入式图像型厨房火灾报警装置，其特征在于，所述报警模块(18)通过无线网络传输相应的报警信息至监控服务中心。