專利名稱：一種預(yù)防火災(zāi)的安防系統(tǒng)以及火災(zāi)探測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于火災(zāi)報警技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種預(yù)防火災(zāi)的安防系統(tǒng)以及火災(zāi)探測方法。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展，人們對火災(zāi)的重視程度越來越大，因為火災(zāi)一旦出現(xiàn)，就會伴隨著物質(zhì)的損失；目前發(fā)生的幾起大火，都不同程度遭受了巨大經(jīng)濟損傷。為了避免火災(zāi)的發(fā)生，很多機構(gòu)或公司都裝配了安防系統(tǒng)，現(xiàn)有安防系統(tǒng)大都僅僅安裝了圖像攝像裝置，圖像攝像裝置將圖像傳遞到安保中心，由監(jiān)視人員時刻監(jiān)視，但監(jiān)視區(qū)域有限，不能完全監(jiān)
控，且依靠人力監(jiān)控，易出現(xiàn)盲區(qū)；有的安防系統(tǒng)安裝了煙霧感應(yīng)器，但煙霧感應(yīng)器的誤報率較大，造成人力、物力損失，增加防范火災(zāi)的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種預(yù)防火災(zāi)的安防系統(tǒng)，該安防系統(tǒng)可有效監(jiān)測到火災(zāi)，誤報率低，降低防火成本。本發(fā)明的另一目的在于提供一種火災(zāi)探測的方法，該方法可以準確的探測到火災(zāi)，減少火情誤報幾率。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種預(yù)防火災(zāi)的安防系統(tǒng)，包括
圖像分析子系統(tǒng)；用于分析監(jiān)視區(qū)域內(nèi)圖像變化情況；
溫度分析子系統(tǒng)；用于分析監(jiān)視區(qū)域內(nèi)各處的溫度變化情況；
火情分析芯片；圖像分析子系統(tǒng)將圖像分析結(jié)果信息傳遞給火情分析芯片，溫度分析子系統(tǒng)將溫度變化信息傳遞給火情分析芯片，火情分析芯片結(jié)合圖像分析子系統(tǒng)和溫度分析子系統(tǒng)的信息進行運算判斷火情；
火情對外傳輸裝置，火情分析芯片將火情信息傳遞給火情對外傳輸裝置，同時圖像分析子系統(tǒng)將圖像信息同步傳遞給火情對外傳輸裝置。本發(fā)明采用圖像分析和溫度分析相結(jié)合的方式，使得火情分析更加準確，減少誤報率，降低滅火成本以及防火成本。其中，所述圖像分析子系統(tǒng)包括圖像攝像裝置、圖像存儲設(shè)備以及圖像分析芯片，圖像攝像裝置分別與圖像存儲設(shè)備以及圖像分析芯片信號連接，圖像存儲設(shè)備與圖像分析芯片信號連接。圖像攝像裝置用于采集監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的圖像，在對圖像進行分析時，先針對監(jiān)視區(qū)域采集一段時間的圖像如10天、30天的圖像存儲于圖像存儲設(shè)備中，并作為背景對比圖像。新錄制的圖像信號先傳遞給圖像分析芯片，圖像分析芯片結(jié)合背景圖像進行對比分析，分析新錄制的圖像中紅色、暗紅色圖像的變化情況，以此來初步判定火情。圖像分析芯片將分析的火情信息發(fā)送給火情分析芯片進行進一步地處理。
其中，所述溫度分析子系統(tǒng)包括熱像儀和溫度分析芯片，熱像儀與溫度分析芯片信號連接。熱像儀用于采集監(jiān)視區(qū)域內(nèi)所用物體的溫度變化情況，特別是高溫物體的溫度變化，溫度分析芯片根據(jù)高溫物體的發(fā)熱情況來判斷是可能出現(xiàn)火情。其中，所述溫度分析子系統(tǒng)還包括遠紅外感應(yīng)器，遠紅外感應(yīng)器與溫度分析芯片信號連接。設(shè)置遠紅外感應(yīng)器，可以感應(yīng)到紅外高溫物體，彌補熱像儀的感應(yīng)范圍。使得監(jiān)測溫度的范圍更廣，提高火情報警的準確率，減少誤報。其中，火情對外傳輸裝置包括視頻輸出接口和火災(zāi)示警訊息輸出接口。
安防中心通過與視頻輸出接口以及火災(zāi)示警訊息輸出接口連接，可以實時觀看到監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的視頻，在火災(zāi)示警時，可以通過觀看視頻來判定火情級別，以及決定滅火所需要的人力和物力，節(jié)省滅火成本，優(yōu)化滅火資源。其中，所述火情對外傳輸裝置包括依次信號連接的圖像壓縮裝置、調(diào)制器以及無線發(fā)射器。圖像壓縮裝置將視頻信號進行壓縮，壓縮的視頻信號通過調(diào)制器調(diào)幅并通過無線發(fā)射器發(fā)送出去；現(xiàn)場具有無線通訊的電子產(chǎn)品均可以接收，并可以觀看到火情現(xiàn)場。其中，所述一種預(yù)防火災(zāi)的安防系統(tǒng)還包括報警裝置，報警裝置與火情分析芯片連接。當有火情時，火情分析芯片立刻控制報警裝置工作，告知現(xiàn)場人員立刻疏散、以及工作人員進行滅火。其中，所述圖像攝像裝置和/或熱像儀中設(shè)有IP芯片。在圖像分析子系統(tǒng)向火情分析芯片傳遞圖像分析結(jié)構(gòu)信息時，同時也將圖像所在的地址傳遞給火情分析芯片，溫度分析子系統(tǒng)也是如此；因此火情分析芯片進行運算判斷出現(xiàn)火情時，火情分析芯片同時將火情地址和火情信息一同發(fā)送給火情對外傳輸裝置。因此，安防中心在接收到火情的情況同時，還知道出現(xiàn)火情在具體地點，給滅火救援準確的方向，提高滅火效率。其中，所述報警裝置包括語音報警器。通過語言報警，可以告知現(xiàn)場人員那里有火情，使得無關(guān)人員得到迅速有效的撤離，工作人員可以立刻趕往現(xiàn)場。當然還可以根據(jù)實際情況來設(shè)置聲音報警器和光報警器。一種火災(zāi)探測方法，包括以下步驟
a)實時采集監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的視頻圖像；
b)初步火情判斷；從采集到的系列幀視頻圖像中提取火焰特征參數(shù)，對火焰特征參數(shù)進行特征匹配和統(tǒng)計分析，計算出監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的火情發(fā)生幾率f(t)；
c)實時采集監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的溫度分布圖像；
d)溫度分析；從采集到的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的溫度分布圖像中提取溫度特征參數(shù)，對溫度特征參數(shù)進行特征匹配和統(tǒng)計分析，計算出監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的火情發(fā)生幾率F(t)；
e)火災(zāi)判定；當f(t) >=T，F(xiàn) (t) >=T時結(jié)合初步火情判斷信息和溫度分析信息，分析計算出監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的火情發(fā)生幾率。其中，在步驟b)中，火焰特征參數(shù)包括顏色參數(shù)、位置參數(shù)、面積參數(shù)；步驟d)中的溫度特征參數(shù)包括位置參數(shù)和溫度參數(shù)。其中，在步驟e)中，火災(zāi)判定時，包括以下步驟
I)、當火焰特征參數(shù)的位置參數(shù)與溫度特征參數(shù)位置不一致時，火災(zāi)發(fā)生率為F(t)；
2)、當火焰特征參數(shù)的位置參數(shù)與溫度特征參數(shù)位置一致時，火災(zāi)發(fā)生率為r F(t) + (l-r)f (t);其中，r表示調(diào)節(jié)系數(shù)。本發(fā)明取得的有益效果為本發(fā)明采用圖像和溫度結(jié)合分析的方式，可以有效的監(jiān)測到火情，并減少誤報火情的幾率。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖標記為
I——溫度分析子系統(tǒng)2——圖像分析子系統(tǒng)
3——火情分析芯片4——報警裝置
5——火情對外傳輸裝置11——溫度分析芯片
12——熱像儀13——遠紅外感應(yīng)器
21——圖像分析芯片22——圖像存儲設(shè)備 23——圖像攝像裝置。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖I以及具體實施方式
對本發(fā)明做進一步地說明。實施例I:參見圖I。一種預(yù)防火災(zāi)的安防系統(tǒng)，包括圖像分析子系統(tǒng)2、溫度分析子系統(tǒng)I以及火情分析芯片3 ;圖像分析子系統(tǒng)2將圖像分析結(jié)果信息傳遞給火情分析芯片3，溫度分析子系統(tǒng)I將溫度變化信息傳遞給火情分析芯片3，火情分析芯片3結(jié)合圖像分析子系統(tǒng)2和溫度分析子系統(tǒng)I的信息進行運算判斷火情；安防系統(tǒng)還包括火情對外傳輸裝置5，火情分析芯片3將火情信息傳遞給火情對外傳輸裝置5，同時圖像分析子系統(tǒng)2將圖像信息同步傳遞給火情對外傳輸裝置5。其中，所述圖像分析子系統(tǒng)2包括圖像攝像裝置23、圖像存儲設(shè)備22以及圖像分析芯片21，圖像攝像裝置23分別與圖像存儲設(shè)備22以及圖像分析芯片21信號連接，圖像存儲設(shè)備22與圖像分析芯片21信號連接。所述溫度分析子系統(tǒng)I包括熱像儀12和溫度分析芯片11，熱像儀12與溫度分析芯片11信號連接。所述溫度分析子系統(tǒng)I還包括遠紅外感應(yīng)器13，遠紅外感應(yīng)器13與溫度分析芯片11信號連接。本發(fā)明具體實施時對監(jiān)測區(qū)域進行監(jiān)測，圖像攝像裝置23采用低照明度CXD攝像頭，先對監(jiān)測區(qū)域進行連續(xù)攝像10天(該10天內(nèi)沒有火災(zāi))，該10天的攝像信息存儲于圖像存儲設(shè)備22中并作為背景信息，然后圖像攝像裝置23開始攝像監(jiān)視，圖像分析芯片21針對新攝的圖像與背景信息進行比較，并找出火焰特征參數(shù)，其中火焰特征參數(shù)主要包括顏色特征、位置特征、面積特征等；圖像分析芯片21通過在連續(xù)的圖像中提取火焰特征參數(shù)進行函數(shù)運算，并計算出火災(zāi)發(fā)生幾率f(t);當f (t)>=T時，T為設(shè)定閥值，如T=O. I至
O.3，圖像分析芯片21將火焰特征參數(shù)傳遞給火情分析芯片3，如果f (t)〈T時，則圖像分析芯片21不傳遞火焰特征參數(shù)。同時熱像儀12采用CXD紅外線攝像鏡頭，對監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的溫度特征參數(shù)進行取樣，其中溫度特征參數(shù)包括位置參數(shù)、溫度參數(shù)等相關(guān)參數(shù)，溫度分析芯片11計算出火情發(fā)生幾率F(t)，當F(t)>=T時，溫度分析芯片11將溫度特征參數(shù)傳遞給火情分析芯片3，如果F(t)〈T時，則溫度分析芯片11不傳遞溫度特征參數(shù)?；鹎榉治鲂酒?只有在接收到火焰特征參數(shù)和溫度特征參數(shù)時開始運算處理分析火情，I)、當火焰特征參數(shù)的位置參數(shù)與溫度特征參數(shù)位置不一致時，火災(zāi)發(fā)生率為F(t) ;2)、當火焰特征參數(shù)的位置參數(shù)與溫度特征參數(shù)位置一致時，火災(zāi)發(fā)生率為M(t)=r F(t) + (l-r)f(t);其中，r表示調(diào)節(jié)系數(shù)，根據(jù)實際情況選擇，如r=0. 3。根據(jù)M(t)值發(fā)出不同示警信號，如當M(t)>Nl時，火災(zāi)分析芯片直接發(fā)出一級火警信息，表示有大火發(fā)生，當Nl>=M(t)>=N2時，火災(zāi)分析芯片發(fā)出二級火警信息，表示火情不大，有蔓延趨勢；iM(t)〈N2，火災(zāi)分析芯片發(fā)出三級火情信息，表示有火情苗頭，稍微處理下就可以。NI、N2都是根據(jù)實際情況來設(shè)定其閥值，如Nl=O. 6,N2=0. 3 ;火災(zāi)分析芯片在通過火情對外傳輸裝置5對外傳輸火警的同時，圖像分析子系統(tǒng)2將實時采集的圖像視頻通過火情對外傳輸裝置5對外傳送，安防中心結(jié)合火情級別以及圖像視頻來判斷滅火人員，使得人力、物力得到優(yōu)質(zhì)搭配，節(jié)省人力物力。為了方便信號傳遞，火情對外傳輸裝置5設(shè)置有視頻輸出接口和火災(zāi)示警訊息輸
出接口。安防中心可以通過與視頻輸出接口以及火災(zāi)示警訊息輸出接口連接，及時獲得火情信息。為了讓現(xiàn)場人員以及相關(guān)人員也可以及時獲得火情信息，所述火情對外傳輸裝置5包括依次信號連接的圖像壓縮裝置、調(diào)制器以及無線發(fā)射器。圖像壓縮裝置將視頻信號進行壓縮，壓縮的視頻信號通過調(diào)制器調(diào)幅并通過無線發(fā)射器發(fā)送出去；現(xiàn)場具有無線通訊的電子產(chǎn)品均可以接收，并可以觀看到火情現(xiàn)場，其中，無線發(fā)射器可以選擇為WIFI發(fā)射器。另外還設(shè)置了報警裝置4，報警裝置4與火情分析芯片3連接。當有火情時，火情分析芯片3立刻控制報警裝置4工作，告知現(xiàn)場人員立刻疏散、以及工作人員進行滅火。進一步地，為了確定火情發(fā)生地點，以及火情情況，所述圖像攝像裝置23和/或熱像儀12中設(shè)有IP芯片，所述報警裝置4包括語音報警器。一旦有火情發(fā)生，火情分析芯片3會運算出各處的火情發(fā)生幾率，通過語言報警，可以告知該現(xiàn)場人員哪里有火情，火情情況怎樣，需要怎樣的處理，同時使得無關(guān)人員得到迅速有效的撤離，工作人員可以立刻趕往現(xiàn)場。作為等同變形，報警裝置4可以是聲音報警器或光報警器以及其結(jié)合。實施例2 :—種火災(zāi)探測方法，包括以下步驟
a)實時采集監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的視頻圖像和采集監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的溫度分布圖像；
此步驟可以獲得一系列的視頻圖像和溫度分布圖像，作為計算基礎(chǔ)。b) 初步火情判斷；從采集到的系列幀視頻圖像中提取火焰特征參數(shù)，對火焰特征參數(shù)進行特征匹配和統(tǒng)計分析，計算出監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的火情發(fā)生幾率f(t)；
c)溫度分析；從采集到的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的溫度分布圖像中提取溫度特征參數(shù)，對溫度特征參數(shù)進行特征匹配和統(tǒng)計分析，計算出監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的火情發(fā)生幾率F(t)；
d)火災(zāi)判定；當f(t) >=T，F(xiàn) (t) >=T時結(jié)合初步火情判斷信息和溫度分析信息，分析計算出監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的火情發(fā)生幾率；其中，T為設(shè)定閥值。其中，在步驟b)中，火焰特征參數(shù)包括顏色參數(shù)、位置參數(shù)、面積參數(shù)；步驟d)中的溫度特征參數(shù)包括位置參數(shù)和溫度參數(shù)。
其中，在步驟d)中，火災(zāi)判定時，包括以下步驟
1)、當火焰特征參數(shù)的位置參數(shù)與溫度特征參數(shù)位置不一致時，火災(zāi)發(fā)生率為F(t)；
2)、當火焰特征參數(shù)的位置參數(shù)與溫度特征參數(shù)位置一致時，火災(zāi)發(fā)生率為rF(t) + (l-r)f (t);其中，r表示調(diào)節(jié)系數(shù)。
火災(zāi)探測方法具體實施與實施例I相同。以上僅是本申請的較佳實施例，在此基礎(chǔ)上的等同技術(shù)方案仍落入申請保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)防火災(zāi)的安防系統(tǒng)，其特征在于其包括 圖像分析子系統(tǒng)；用于分析監(jiān)視區(qū)域內(nèi)圖像變化情況； 溫度分析子系統(tǒng)；用于分析監(jiān)視區(qū)域內(nèi)各處的溫度變化情況； 火情分析芯片；圖像分析子系統(tǒng)將圖像分析結(jié)果信息傳遞給火情分析芯片，溫度分析子系統(tǒng)將溫度變化信息傳遞給火情分析芯片，火情分析芯片結(jié)合圖像分析子系統(tǒng)和溫度分析子系統(tǒng)的信息進行運算判斷火情； 火情對外傳輸裝置，火情分析芯片將火情信息傳遞給火情對外傳輸裝置，同時圖像分析子系統(tǒng)將圖像信息同步傳遞給火情對外傳輸裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種預(yù)防火災(zāi)的安防系統(tǒng)，其特征在于所述圖像分析子系統(tǒng)包括圖像攝像裝置、圖像存儲設(shè)備以及圖像分析芯片，圖像攝像裝置分別與圖像存儲設(shè)備以及圖像分析芯片信號連接，圖像存儲設(shè)備與圖像分析芯片信號連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種預(yù)防火災(zāi)的安防系統(tǒng)，其特征在于所述溫度分析子系統(tǒng)包括熱像儀和溫度分析芯片，熱像儀與溫度分析芯片信號連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種預(yù)防火災(zāi)的安防系統(tǒng)，其特征在于所述溫度分析子系統(tǒng)還包括遠紅外感應(yīng)器，遠紅外感應(yīng)器與溫度分析芯片信號連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種預(yù)防火災(zāi)的安防系統(tǒng)，其特征在于火情對外傳輸裝置包括視頻輸出接口和火災(zāi)示警訊息輸出接口 ；所述火情對外傳輸裝置包括依次信號連接的圖像壓縮裝置、調(diào)制器以及無線發(fā)射器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種預(yù)防火災(zāi)的安防系統(tǒng)，其特征在于所述一種預(yù)防火災(zāi)的安防系統(tǒng)還包括報警裝置，報警裝置與火情分析芯片連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種預(yù)防火災(zāi)的安防系統(tǒng)，其特征在于所述圖像攝像裝置和/或熱像儀中設(shè)有IP芯片，所述報警裝置包括語音報警器。
8.一種火災(zāi)探測方法，其特征在于包括以下步驟 實時采集監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的視頻圖像和采集監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的溫度分布圖像； 初步火情判斷；從采集到的系列幀視頻圖像中提取火焰特征參數(shù)，對火焰特征參數(shù)進行特征匹配和統(tǒng)計分析，計算出監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的火情發(fā)生幾率f(t)； 溫度分析；從采集到的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的溫度分布圖像中提取溫度特征參數(shù)，對溫度特征參數(shù)進行特征匹配和統(tǒng)計分析，計算出監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的火情發(fā)生幾率F(t)； 火災(zāi)判定；當f (t) >=T，F(xiàn) (t) >=T時結(jié)合初步火情判斷信息和溫度分析信息，分析計算出監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的火情發(fā)生幾率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種火災(zāi)探測方法，其特征在于在步驟b)中，火焰特征參數(shù)包括顏色參數(shù)、位置參數(shù)、面積參數(shù)；步驟d)中的溫度特征參數(shù)包括位置參數(shù)和溫度參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種火災(zāi)探測方法，其特征在于在步驟d)中，火災(zāi)判定時，包括以下步驟 1)、當火焰特征參數(shù)的位置參數(shù)與溫度特征參數(shù)位置不一致時，火災(zāi)發(fā)生率為F(t)； 2)、當火焰特征參數(shù)的位置參數(shù)與溫度特征參數(shù)位置一致時，火災(zāi)發(fā)生率為rF(t) + (l-r)f (t);其中，r表示調(diào)節(jié)系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明屬于火災(zāi)報警技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種預(yù)防火災(zāi)的安防系統(tǒng)以及火災(zāi)探測方法。本發(fā)明安防系統(tǒng)包括圖像分析子系統(tǒng)、溫度分析子系統(tǒng)以及火情分析芯片；圖像分析子系統(tǒng)將圖像分析結(jié)果信息傳遞給火情分析芯片，溫度分析子系統(tǒng)將溫度變化信息傳遞給火情分析芯片，火情分析芯片結(jié)合圖像分析子系統(tǒng)和溫度分析子系統(tǒng)的信息進行運算判斷火情；還包括火情對外傳輸裝置，火情分析芯片將火情信息傳遞給火情對外傳輸裝置，同時圖像分析子系統(tǒng)將圖像信息同步傳遞給火情對外傳輸裝置。本發(fā)明采用圖像和溫度結(jié)合分析的方式，可以有效的監(jiān)測到火情，并減少誤報火情的幾率。
文檔編號G08B17/06GK102930685SQ20121047787
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者黃永恒 申請人:東莞市雷恩電子科技有限公司