一種火災紅外波段檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及火災檢測領域，具體來說，涉及一種火災紅外波段檢測方法。
【背景技術】
[0002] 火災是非常危險嚴重的災害，道路上的火災通常是由車輛自燃、汽車碰撞、追尾引 起的燃油泄漏而引發的，建筑物內火災則由照明及通風設備隨著電路老化或其他危險品等 原因而引發。這些事故一般為突發性事故。道路上發生火災后，會造成交通堵塞、安全疏通 困難；建筑物內發生火災，特別是人流量大的地方，人員疏散困難，因此，火災極易造成大量 的人員傷亡和財產損失。所以合理有效地設置火災檢測與報警系統，及時發現異常狀況的 發生，能夠使損失降到最低程度。
[0003] 目前，現有的火災檢測方法主要有以下幾種：
[0004] -是分布式光纖溫度監測技術，主機和被測對象之間只用光纖相連，基于對電信 號進行處理和對比計算出溫度沿光纖的分布曲線，主要缺點是反應時間長，使用壽命短，報 警定位不準確，而且探測到火情后需要重新熔接光纜，導致精度下降，再加上系統價格高， 所以很難得到大規模推廣。
[0005] 二是雙波長火焰自動檢測技術，通過檢測火災中輻射光的特定波長和頻譜范圍來 判定火災。系統設置兩個能接收不同波段的傳感器，利用燃燒變化頻率和光譜分布這兩個 特征識別火焰燃燒，實現火災檢測。該方法反應速度快，誤報少，但主要缺點是對初期火焰 不敏感，受環境影響大，價格高、維護量大。
[0006] 三是光纖光柵感溫探測技術，利用光纖材料的光敏性，當光纖光柵的溫度變化時， 反射回的窄帶光的中心波長發生線性變化，從而測量出相應監測點的溫度。該方法定位準 確、受環境影響小。缺點是擴展性差，解調設備復雜、昂貴。
[0007] 四是視頻火焰監測技術，使用攝像機進行拍攝視頻圖像，再采集到計算機內進行 數字圖像處理，根據火焰的典型特征識別出火焰，從而判斷出火災。該方法可直接利用原有 的視頻監控圖像，缺點是受干擾很大，容易誤報和漏報。
[0008] 以上前三種方法在應用時雖有定位功能，但均不能準確定位火焰點，不能直接與 視頻監控有機結合及聯動。而視頻檢測誤報漏報嚴重，因此在實際應用中有一定的受限。
[0009] 針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【發明內容】
[0010] 針對相關技術中的問題，本發明提出一種火災紅外波段檢測方法，在有效檢測火 災的同時，提高檢測速度，降低誤報，實現火災檢測與視頻監控的結合，降低維護的工作量。
[0011] 本發明的技術方案是這樣實現的：
[0012] 一種火災紅外波段檢測方法，包括以下步驟：
[0013] 通過預先配置的紅外成像設備和可見光成像設備，對同一區域采集，得到視頻圖 像；
[0014] 對紅外成像的視頻圖像和可見光成像的視頻圖像分別進行更改分辨率和噪聲濾 波處理，得到降噪后的變分辨率的第一待識別圖像和第二待識別圖像；
[0015] 分別對所述第一待識別圖像和所述第二待識別圖像進行分割，得到對應的可疑火 焰區域，并判斷所述可疑火焰區域是否有效；
[0016] 在判斷結果為所述可疑火焰區域有效的情況下，將紅外成像的視頻圖像的可疑火 焰區域與可見光成像的視頻圖像的可疑火焰區域進行對比，并根據對比結果，判斷所述可 疑火焰區域是否為火焰；
[0017] 在判斷結果為所述可疑火焰區域為火焰的情況下，對出現火焰的視頻幀數進行計 算，并在出現火焰的視頻幀數大于或等于預先設定的閾值的情況下，判斷視頻采集區域發 生火災。
[0018] 進一步的，通過以下公式，對紅外成像的視頻圖像和可見光成像的視頻圖像分別 進行更改分辨率和噪聲濾波處理：
【主權項】
1. 一種火災紅外波段檢測方法，其特征在于，包括w下步驟： 通過預先配置的紅外成像設備和可見光成像設備，對同一區域采集，得到視頻圖像； 對紅外成像的視頻圖像和可見光成像的視頻圖像分別進行更改分辨率和噪聲濾波處 理，得到降噪后的變分辨率的第一待識別圖像和第二待識別圖像； 分別對所述第一待識別圖像和所述第二待識別圖像進行分割，得到對應的可疑火焰區 域，并判斷所述可疑火焰區域是否有效； 在判斷結果為所述可疑火焰區域有效的情況下，將紅外成像的視頻圖像的可疑火焰區 域與可見光成像的視頻圖像的可疑火焰區域進行對比，并根據對比結果，判斷所述可疑火 焰區域是否為火焰； 在判斷結果為所述可疑火焰區域為火焰的情況下，對出現火焰的視頻帖數進行計算， 并在出現火焰的視頻帖數大于或等于預先設定的闊值的情況下，判斷視頻采集區域發生火 災。
2. 根據權利要求1所述的火災紅外波段檢測方法，其特征在于，通過W下公式，對紅外 成像的視頻圖像和可見光成像的視頻圖像分別進行更改分辨率和噪聲濾波處理：
其中，為坐標為狂，Y)點的亮度值;M為噪聲濾波的Y向平滑點數量，并且M為偶 數；N為噪聲濾波的X向平滑點數量，并且N為偶數;W為原始圖像的寬度；H為原始圖像的 高度；W為處理后圖像的寬度；h為處理后圖像的高度。
3. 根據權利要求1所述的火災紅外波段檢測方法，其特征在于，對所述第一待識別圖 像進行分割，得到對應的可疑火焰區域包括： 通過預先設定的分割闊值，對所述第一待識別圖像進行分割，并且，在亮度值大于該闊 值時，判斷為可疑火焰區域，其中，所述闊值為128。
4. 根據權利要求3所述的火災紅外波段檢測方法，其特征在于，判斷所述第一待識別 圖像的可疑火焰區域是否有效包括： 計算所述第一待識別圖像的可疑火焰區域的變化系數，并根據該變化系數，判斷該可 疑火焰區域是否有效。
5. 根據權利要求4所述的火災紅外波段檢測方法，其特征在于，計算所述第一待識 別圖像的可疑火焰區域的變化系數，并根據該變化系數，判斷該可疑火焰區域是否有效包 括： 通過W下公式，計算所述第一待識別圖像的可疑火焰區域的變化系數：
其中，Ak為可疑火焰區域的面積，Pk為可疑火焰區域的變化系數； 根據所述變化系數，判斷該可疑火焰區域是否有效包括： 在設置的連續帖數P內判斷可疑火焰區域變化系數有設定的帖數Q帖小于等于1，則判 斷該火焰區域無效。
6. 根據權利要求3所述的火災紅外波段檢測方法，其特征在于，判斷所述第一待識別 圖像的可疑火焰區域是否有效包括： 對可疑火焰區域的每一個像素點取其前128帖的數據，形成每個點的序列， 對該序列作FFT處理，取1-8化數據，并對其絕對值求和S; 計算頻率系數y=S/Ak，并根據該頻率系數，判斷該可疑火焰區域是否有效，其中，Ak為可疑火焰區域的面積。
7. 根據權利要求6述的火災紅外波段檢測方法，其特征在于，根據所述頻率系數y，判 斷該可疑火焰區域是否有效包括： 當y小于設定的闊值，判斷該火焰區域無效。
8. 根據權利要求1所述的火災紅外波段檢測方法，其特征在于，對所述第二待識別圖 像進行分割，得到對應的可疑火焰區域包括： 對所述第二待識別圖像進行分割，取滿足W下公式的點為可疑火焰點：
其中，W為設定的R分量絕對口限；a為設定的R分量與G分量的相對口限系數；0為 設定的R分量與B分量的相對口限系數。
9. 根據權利要求8述的火災紅外波段檢測方法，其特征在于，判斷所述第二待識別圖 像的可疑火焰區域是否有效包括： 將第二待識別圖像的可疑火焰區域的面積與預先設定的闊值進行比較，其中，面積小 于該闊值的可疑火焰區域為無效區域。
10. 權利要求1所述的火災紅外波段檢測方法，其特征在于，將紅外成像的視頻圖像的 可疑火焰區域與可見光成像的視頻圖像的可疑火焰區域進行對比，并根據對比結果，判斷 所述可疑火焰區域是否為火焰包括： 將紅外成像的視頻圖像的可疑火焰區域與可見光成像的視頻圖像的可疑火焰區域進 行對比，計算其相關系數〇k，〇k按W下公式定義：
其中，Ak為第一待識別圖像的可疑火焰區域的面積，Bk為第二待識別圖像的可疑火焰 區域的面積； 在設置的連續帖數P內判斷可見光火焰區域與紅外火焰區域相關系數〇k，當〇k大于 設定的口限，則為是火焰。
【專利摘要】本發明公開了一種火災紅外波段檢測方法，包括通過紅外成像設備和可見光成像設備，對同一區域采集，得到視頻圖像；對紅外成像的視頻圖像和可見光成像的視頻圖像分別進行處理，得到降噪后的變分辨率的第一待識別圖像和第二待識別圖像；對第一待識別圖像和第二待識別圖像進行分割，得到對應的可疑火焰區域，并在判斷結果為可疑火焰區域有效的情況下，將紅外成像的視頻圖像的可疑火焰區域與可見光成像的視頻圖像的可疑火焰區域進行對比，并根據對比結果，判斷可疑火焰區域是否為火焰；在判斷結果為可疑火焰區域為火焰的情況下，對出現火焰的視頻幀數進行計算，并在出現火焰的視頻幀數大于或等于預先設定的閾值的情況下，判斷視頻采集區域發生火災。
【IPC分類】G06K9-00, G08B17-12
【公開號】CN104850826
【申請號】CN201510195308
【發明人】惠飛菲, 王豐收, 宋楊
【申請人】北京宇航時代科技發展有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月23日