專利名稱：火災(zāi)火焰視頻監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及火災(zāi)火焰檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于公共安全領(lǐng)域，涉及火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，具體涉及一種火災(zāi)火焰視頻監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及火災(zāi)火焰檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
火災(zāi)是威脅人類生存的重大隱患，尤其是近年來(lái)，頻發(fā)的火災(zāi)給人們?cè)斐闪酥卮蟮纳拓?cái)產(chǎn)損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)2011年共發(fā)生火災(zāi)125402起，造成1106人死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失19.8億元。2011年6月上海發(fā)生的特大火災(zāi)，造成58人死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失1.58億元。及時(shí)地發(fā)現(xiàn)火災(zāi)源并及時(shí)采取有效消防措施撲滅初期火焰，可以大大減少各種損失。火災(zāi)探測(cè)器作為火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的核心部件，大約經(jīng)歷了從感溫探測(cè)器一離子感煙探測(cè)器一光電感煙探測(cè)器一氣敏探測(cè)器一紅外探測(cè)器一視頻探測(cè)器的發(fā)展歷程。作為傳統(tǒng)的火災(zāi)檢測(cè)器的感溫、感煙、氣敏類探測(cè)器主要用于室內(nèi)小范圍的火災(zāi)檢測(cè)，具有空間適用性有限、信息可靠性差、易受外界干擾等缺點(diǎn)。而紅外探測(cè)器的價(jià)格昂貴，限制了其使用范圍。視頻探測(cè)器是一種以圖像處理技術(shù)為基礎(chǔ)的火災(zāi)檢測(cè)器，利用攝像機(jī)監(jiān)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)情景，通過(guò)對(duì)所捕捉的視頻信息進(jìn)行處理、分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)火災(zāi)火焰的檢測(cè)和火災(zāi)的預(yù)警，抗干擾能力較強(qiáng)，空間適用性強(qiáng)。視頻火災(zāi)預(yù)警技術(shù)中，火災(zāi)火焰檢測(cè)方法是核心，雖然國(guó)內(nèi)專家在近幾年對(duì)視頻火災(zāi)火焰檢測(cè)方法開(kāi)展了一定的研究開(kāi)發(fā)工作，但是成熟的技術(shù)鮮有應(yīng)用，相應(yīng)的產(chǎn)品也很少面世。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于:提供一種火災(zāi)火焰視頻監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及火災(zāi)火焰檢測(cè)方法，是監(jiān)測(cè)火災(zāi)初期細(xì)微火源的火災(zāi)火焰視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并基于多特征信息融合進(jìn)行火災(zāi)火焰級(jí)別判別，抗干擾能力強(qiáng)，空間適用性強(qiáng)，火災(zāi)預(yù)警準(zhǔn)確度高，誤報(bào)率低。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:火災(zāi)火焰視頻監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)的分布式系統(tǒng)架構(gòu)來(lái)部署，由網(wǎng)絡(luò)視頻CCD攝像頭、視頻管理模塊、火災(zāi)火焰檢測(cè)子系統(tǒng)和預(yù)警子系統(tǒng)組成；所述網(wǎng)絡(luò)視頻CXD攝像頭負(fù)責(zé)完成成像，支持WiFi無(wú)線傳輸，同時(shí)支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程圖像傳輸，并具有動(dòng)態(tài)檢測(cè)錄像功能；所述視頻管理模塊采用通用視頻管理模塊；所述火災(zāi)火焰檢測(cè)子系統(tǒng)由圖像采集卡獲得網(wǎng)絡(luò)視頻CCD攝像頭的實(shí)時(shí)圖像，用數(shù)字圖像處理技術(shù)處理獲得圖像后，調(diào)用火災(zāi)火焰判別程序，給出是否有火情的判斷結(jié)論，若是有火情給出火情級(jí)別的判斷結(jié)論；所述預(yù)警子系統(tǒng)采用三級(jí)預(yù)警模式，即現(xiàn)場(chǎng)聲光預(yù)警、遠(yuǎn)程短信息預(yù)警和網(wǎng)絡(luò)預(yù)警；發(fā)生一級(jí)火情時(shí)，安裝在被監(jiān)測(cè)區(qū)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)內(nèi)的聲音報(bào)警器和警報(bào)燈負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)聲光預(yù)警，預(yù)警指令由監(jiān)測(cè)點(diǎn)位控制模塊自主下達(dá)；Android手機(jī)服務(wù)器通過(guò)Java Servlet實(shí)時(shí)訪問(wèn)預(yù)警數(shù)據(jù)庫(kù)并在監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)二級(jí)火情時(shí)向指定責(zé)任人發(fā)送預(yù)警短消息以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程短信息預(yù)警；無(wú)線傳輸利用WiFi技術(shù)，預(yù)警數(shù)據(jù)的傳輸采用加密傳輸，確保數(shù)據(jù)的安全性；當(dāng)火災(zāi)火焰檢測(cè)系統(tǒng)傳達(dá)的火情達(dá)到最高三級(jí)時(shí)，跳出報(bào)警窗口和圖片，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報(bào)警，并傳送現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)實(shí)況。
本發(fā)明還提出一種火災(zāi)火焰檢測(cè)方法，對(duì)火災(zāi)火焰的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行信息融合，給出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與D-S證據(jù)判決的火災(zāi)判別算法，該算法能夠根據(jù)火情大小給出三個(gè)預(yù)警閾值，三個(gè)預(yù)警閾值對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警、遠(yuǎn)程短消息報(bào)警和網(wǎng)絡(luò)報(bào)警這三個(gè)級(jí)別的預(yù)警模式；具體如下:
步驟一:所述網(wǎng)絡(luò)視頻CCD攝像頭完成現(xiàn)場(chǎng)成像，圖像采集卡獲得網(wǎng)絡(luò)視頻CCD攝像頭傳輸過(guò)來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字圖像，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)該數(shù)字圖像進(jìn)行預(yù)處理；
步驟二:利用灰度域值化技術(shù)通過(guò)比較前后兩幀圖像的灰度域值的變化檢測(cè)火災(zāi)火焰的運(yùn)動(dòng)特征；通過(guò)比較前后兩幀圖像火焰面積是否有增長(zhǎng)檢測(cè)火災(zāi)火焰的面積變化特征；HIS色彩空間內(nèi)檢測(cè)火焰顏色特征；通過(guò)提取火災(zāi)火焰的圓形度特征實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境自然光和日光燈亮度信息背景干擾的區(qū)分；提取火災(zāi)火焰的尖角數(shù)目，利用火災(zāi)火焰的尖角數(shù)目隨著燃燒時(shí)間呈現(xiàn)不規(guī)則變化的規(guī)律的特點(diǎn)將火災(zāi)火焰的尖角數(shù)目的變化作為火災(zāi)判據(jù)之一；火災(zāi)火焰燃燒初期主頻率在12Hz以內(nèi)，而周圍環(huán)境的變化對(duì)頻率影響并不顯著，因此提取火災(zāi)火焰的閃爍特征作為火災(zāi)判據(jù)之一；
步驟三:采集監(jiān)測(cè)點(diǎn)的火災(zāi)火焰數(shù)據(jù)樣本,選用先行對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的火災(zāi)火焰數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行訓(xùn)練獲得包括火災(zāi)火焰顏色特征、火災(zāi)火焰的圓形度特征、火災(zāi)火焰的尖角數(shù)目和火災(zāi)火焰的閃爍頻率特征這四種火災(zāi)火焰特征的權(quán)值和閾值；
步驟四:利用公式(I)得到火災(zāi)火焰預(yù)警閾值:
權(quán)利要求
1.火災(zāi)火焰視頻預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:火災(zāi)火焰視頻監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)的分布式系統(tǒng)架構(gòu)來(lái)部署，由網(wǎng)絡(luò)視頻CCD攝像頭、視頻管理模塊、火災(zāi)火焰檢測(cè)子系統(tǒng)和預(yù)警子系統(tǒng)組成；所述網(wǎng)絡(luò)視頻CXD攝像頭負(fù)責(zé)完成成像，支持WiFi無(wú)線傳輸，同時(shí)支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程圖像傳輸，并具有動(dòng)態(tài)檢測(cè)錄像功能；所述視頻管理模塊采用通用視頻管理模塊；所述火災(zāi)火焰檢測(cè)子系統(tǒng)由圖像采集卡獲得網(wǎng)絡(luò)視頻CCD攝像頭的實(shí)時(shí)圖像，用數(shù)字圖像處理技術(shù)處理獲得圖像后，調(diào)用火災(zāi)火焰判別程序，給出是否有火情的判斷結(jié)論，若是有火情給出火情級(jí)別的判斷結(jié)論；所述預(yù)警子系統(tǒng)采用三級(jí)預(yù)警模式，即現(xiàn)場(chǎng)聲光預(yù)警、遠(yuǎn)程短信息預(yù)警和網(wǎng)絡(luò)預(yù)警；發(fā)生一級(jí)火情時(shí)，安裝在被監(jiān)測(cè)區(qū)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)內(nèi)的聲音報(bào)警器和警報(bào)燈負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)聲光預(yù)警，預(yù)警指令由監(jiān)測(cè)點(diǎn)位控制模塊自主下達(dá)；Android手機(jī)服務(wù)器通過(guò)Java Servlet 實(shí)時(shí)訪問(wèn)預(yù)警數(shù)據(jù)庫(kù)并在監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)二級(jí)火情時(shí)向指定責(zé)任人發(fā)送預(yù)警短消息以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程短信息預(yù)警；無(wú)線傳輸利用WiFi技術(shù)，預(yù)警數(shù)據(jù)的傳輸采用加密傳輸，確保數(shù)據(jù)的安全性；當(dāng)火災(zāi)火焰檢測(cè)系統(tǒng)傳達(dá)的火情達(dá)到最高三級(jí)時(shí)，跳出報(bào)警窗口和圖片，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報(bào)警，并傳送現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)實(shí)況。
2.火災(zāi)火焰檢測(cè)方法，其特征是:火災(zāi)火焰檢測(cè)方法是對(duì)火災(zāi)火焰的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行信息融合，給出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與D-S證據(jù)判決的火災(zāi)判別算法，該算法能夠根據(jù)火情大小給出三個(gè)預(yù)警閾值，三個(gè)預(yù)警閾值對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警、遠(yuǎn)程短消息報(bào)警和網(wǎng)絡(luò)報(bào)警這三個(gè)級(jí)別的預(yù)警模式；具體如下: 步驟一:所述網(wǎng)絡(luò)視頻CCD攝像頭完成現(xiàn)場(chǎng)成像，圖像采集卡獲得網(wǎng)絡(luò)視頻CCD攝像頭傳輸過(guò)來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字圖像，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)該數(shù)字圖像進(jìn)行預(yù)處理； 步驟二:利用灰度域值化技術(shù)通過(guò)比較前后兩幀圖像的灰度域值的變化檢測(cè)火災(zāi)火焰的運(yùn)動(dòng)特征；通過(guò)比較前后兩幀圖像火焰面積是否有增長(zhǎng)檢測(cè)火災(zāi)火焰的面積變化特征；HIS色彩空間內(nèi)檢測(cè)火焰顏色特征；通過(guò)提取火災(zāi)火焰的圓形度特征實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境自然光和日光燈亮度信息背景干擾的區(qū)分；提取火災(zāi)火焰的尖角數(shù)目，利用火災(zāi)火焰的尖角數(shù)目隨著燃燒時(shí)間呈現(xiàn)不規(guī)則變化的規(guī)律的特點(diǎn)將火災(zāi)火焰的尖角數(shù)目的變化作為火災(zāi)判據(jù)之一；火災(zāi)火焰燃燒初期主頻率在12Hz以內(nèi)，而周圍環(huán)境的變化對(duì)頻率影響并不顯著，因此提取火災(zāi)火焰的閃爍特征作為火災(zāi)判據(jù)之一； 步驟三:采集監(jiān)測(cè)點(diǎn)的火災(zāi)火焰數(shù)據(jù)樣本,選用先行對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的火災(zāi)火焰數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行訓(xùn)練獲得包括火災(zāi)火焰顏色特征、火災(zāi)火焰的圓形度特征、火災(zāi)火焰的尖角數(shù)目和火災(zāi)火焰的閃爍頻率特征這四種火災(zāi)火焰特征的權(quán)值和閾值； 步驟四:利用公式(I)得到火災(zāi)火焰預(yù)警閾值:
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種火災(zāi)火焰視頻監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及火災(zāi)火焰檢測(cè)方法，火災(zāi)火焰視頻監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)視頻CCD攝像頭、視頻管理模塊、火災(zāi)火焰檢測(cè)子系統(tǒng)和預(yù)警子系統(tǒng)組成；火災(zāi)火焰檢測(cè)方法是對(duì)火災(zāi)火焰的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行信息融合，給出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與D-S證據(jù)判決的火災(zāi)判別算法，該算法能夠根據(jù)火情大小給出三個(gè)預(yù)警閾值，三個(gè)預(yù)警閾值對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警、遠(yuǎn)程短消息報(bào)警和網(wǎng)絡(luò)報(bào)警這三個(gè)級(jí)別的預(yù)警模式；本發(fā)明是監(jiān)測(cè)火災(zāi)初期細(xì)微火源的火災(zāi)火焰視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并基于多特征信息融合進(jìn)行火災(zāi)火焰級(jí)別判別，抗干擾能力強(qiáng)，空間適用性強(qiáng)，火災(zāi)預(yù)警準(zhǔn)確度高，誤報(bào)率低。
文檔編號(hào)G06K9/00GK103150856SQ20131006284
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者段鎖林, 周玉勤, 李云峰, 靳琪琳 申請(qǐng)人:江蘇潤(rùn)儀儀表有限公司, 常州大學(xué)