[发明专利]一种高层建筑火灾预警方法及装置

权利要求书

1.一种高层建筑火灾预警方法，其特征在于，所述方法包括：

采集高层建筑内的红外图像数据，对采集的图像进行预处理；

采用改进的水循环算法计算最优的图像分割阈值集合，根据所述图像分割阈值集合提取火焰区域；

提取火焰区域的特征参数，通过多特征融合识别出火焰，判断是否有火灾，若发生火灾，对火灾定位，启动火灾报警；

根据火灾定位与建筑结构进行火灾蔓延态势预测；

向指挥中心发送火灾发生位置及火灾蔓延态势，并语音播报逃生路线指引。

2.根据权利要求1所述高层建筑火灾预警方法，其特征在于，所述采用改进的水循环算法计算最优的图像分割阈值集合具体为：

初始化：设N是种群的总数量，N_stream是溪流数量，N_river为河流数量，海洋数量为1，N_sr＝N_river+1，N_stream＝N-N_sr，图像分割阈值个数为D；图像分割阈值的上下边界范围为[LB,UB]；

适应度计算：通过适应度函数计算适应度值，根据适应度值筛选出当前最优的海洋、河流及溪流；

汇流过程：计算当前种群中流向海洋的溪流数量及流向对应河流的溪流数量：

为流入河流或者海洋的溪流数量，round()为向下取整运算，f_n为当前个体的适应度值，f_max为当前溪流中适应度最大值；

溪流流向河流，溪流流向海洋，河流流向海洋，分别进行位置更新：

分别为第t次、第t+1次迭代时溪流的位置，分别为第t次、第t+1次迭代时河流的位置，分别为第t次、第t+1次迭代时海洋的位置，rand为(0,1)之间的随机数，C1、C2、C3均为(0,2)之间的常数；

溪流在每次更新过后，计算出相应的适应度值，若当前适应度值优于与其相连的河流的适应度值，则将该溪流的位置与该河流的位置进行交换，否则保持不变，河流与海洋、溪流与海洋之间也通过相同的规则交换；

蒸发、降雨过程：检查河流及溪流与海洋的相对位置，设定若满足蒸发过程的判断条件，在不同的位置基于莱维飞行形成新的溪流或河流：

保存当前种群中的海洋位置，重新计算适应度值，迭代更新直至达到结束条件，得到的海洋位置为最佳位置，即为最优的图像分割阈值集合。

3.根据权利要求3所述高层建筑火灾预警方法，其特征在于，所述蒸发过程的判断条件为：

d_max为接近0的常数；

所述在不同的位置基于莱维飞行形成新的溪流或河流的公式为：

α为步长，为点对点乘法，Levy(β)表示参数为β的莱维分布，其中，Γ为标准的gamma函数，u、v均服从正态分布；当或的值超出图像分割阈值的上下边界范围[LB,UB]时，在边界范围内重新生成溪流或河流：

迭代过程中，d_max的更新公式为

4.根据权利要求3所述高层建筑火灾预警方法，其特征在于，所述适应度函数为图像的信息熵，设红外图像的灰度范围为[0,K]、图像分割阈值集合为{k₁,k₂,…，k_D}，根据各个图像分割阈值将图像中的像素点划分为多个区间，即[0,k₁-1]、[k₁,k₂-1]、…、[k_D,K]，分别计算各区间范围内的信息熵并求和作为适应度函数：

其中P_i是某个灰度i在该图像中出现的概率。