[发明专利]一种基于计算机视觉的森林火灾检测及预警系统

说明书

本发明提供了一种基于计算机视觉的森林火灾检测及预警系统，包括中心服务站、视频采集模块、视频存储模块、图片对照模块、采集控制模块、深度分析模块和通讯模块，所述视频采集模块用于获取所述森林预警站周围的图像数据，所述视频存储模块用于存储对照图片组，所述图片对照模块用于将对照图片组与实时的图像数据进行对比得到可疑区域，所述采集控制模块控制所述视频采集模块获取可疑区域的详情图，所述深度分析模块对所述详情图进行火焰识别，识别到火焰后所述通讯模块将图像数据发送至所述中心服务站。该系统将火焰的检测分为图像对照和深度分析两个层次，在有限的计算资源下能够精确地检测出初期的火势，减小火灾带来的损失。

技术领域

本发明涉及森林火灾检测技术领域，尤其涉及一种基于计算机视觉的森林火灾检测及预警系统。

背景技术

森林火灾是森林最危险的敌人，也是林业最可怕的灾害，它会给森林带来最有害，具有毁灭性的后果，森林火灾不只是烧毁成片的森林，伤害林内的动物，而且还降低森林的更新能力，引起土壤的贫瘠和破坏森林涵养水源的作用，甚而导致生态环境失去平衡，如何在有效地识别出火灾初期的火势，从而及早作出部署进行灭活，降低火灾带来的损失时当前火灾预警系统面临的问题。

现在已经开发出了很多火灾预警系统，经过我们大量的检索与参考，发现现有的预警系统有如公开号为KR101146474B1，KR101085975B1、CN101719298B和KR101532055B1所公开的系统，利用了卫星遥感数据在大尺度空间上的信息表现力，以遥感数据为基础，包括了对大空间范围森林草原生态系统的火灾危险性评估，以及森林草原异常高温点检测，通过异常高温点检测数据与火灾危险性评估数据的同化加工处理，生成点面结合的森林草原火灾遥感监测预警信息，为森林草原防火以及火灾应急反映提供有效的决策指示信息。但该系统采用遥感技术，虽然检测范围广，但无法检测到小规模的火势，预警效率不够高，使消防人员无法在早期扑灭火势。

发明内容

本发明的目的在于，针对所存在的不足，提出了一种基于计算机视觉的森林火灾检测及预警系统，

为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

一种基于计算机视觉的森林火灾检测及预警系统，其特征在于，包括若干森林预警站和中心服务站，所述森林预警站用于采集前线的图像数据并进行火灾分析，所述中心服务站用于统筹所有森林预警站的数据以及火情地图的可视化；

所述森林预警站包括视频采集模块、视频存储模块、图片对照模块、采集控制模块、深度分析模块和通讯模块，所述视频采集模块用于获取所述森林预警站周围的图像数据，所述视频存储模块用于存储对照图片组，所述图片对照模块用于将对照图片组与实时的图像数据进行对比得到可疑区域，所述采集控制模块控制所述视频采集模块获取可疑区域的详情图，所述深度分析模块对所述详情图进行火焰识别，识别到火焰后所述通讯模块将图像数据发送至所述中心服务站；

所述图片对照模块根据图纹从所述对照图片组中选择一张最接近实时图像的对照图片，所述图纹的计算方式为：

根据图片的像素点获得灰度特征g，以固定顺序从整张图片中得到灰度特征序列{g_i}，i为元素序号，对所述灰度特征序列按照下述方式进行压缩：

；

其中，j为压缩后的灰度特征序列的元素序号；

不断重复压缩过程，使得最终的灰度特征序列的元素个数处于预设范围内，所述灰度特征序列为该图片的图纹；

所述深度分析模块从你两张连续的详情图中检索出疑似火焰像素点，重叠的疑似火焰像素点为集合{H1}，未重叠的疑似火焰像素点为集合{H2}，分别对集合{H1}和{H2}计算离散度Q：

；

其中，N为集合内像素点的总个数，(x，y)为集合中像素点的坐标，为集合中所有像素点的坐标平均值；