專利名稱：可視化火災監測報警方法與裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可視化火災監測報警方法與裝置，特別是一種可利用影像處理與計算機視覺的先進技術，仿真人類的視覺系統以識別火焰，而達到火災監測報警的目的。
目前在居家室內、公共場所雖設有火警煙霧報警器，然而根據實驗數據顯示，煙霧大到能觸發煙霧報警器時，早已是大火四起。而在工廠廠房的管線雖裝有溫度感應器，但不同的管線必須安裝不同溫度的感應器，并且感應器的數量隨著管線的復雜程度以及長度而持續增加。
也有通過保安系統與中央控制中心用攝像機來監控火災發生的，但其中央控制中心的人員必須隨時注視監視器內的影像。然而長期注視的結果，必使人員身心疲憊，因而降低了警覺，此乃其最大的缺點。若有一用來仿真人類視覺來識別火焰的裝置與方法，即可輔助中央控制中心的人員，提高其士氣與監控效果。
因此，本發明人潛心研究并配合學理運用，設計出一可利用影像處理與計算機視覺技術來監測火焰。希望通過此可視化方法，提供多一種穩定的火災預警技術，并與現有的火警系統相輔相成，使現有的火災偵防體系更趨完備。
本發明的另一目的是在于提供一種可利用影像處理與計算機視覺技術來監測火焰的裝置，是將影像感測單元與數字信號處理單元相連接，數字信號處理單元的輸出與內含有識別火焰的微處理器相連接，且在數字信號處理單元與微處理器之間連接一存儲單元，微處理器的輸出經一輸出接口與報警單元相連接，借此來仿真人的視覺系統以識別火焰，而達到火災監測報警目的。
附圖
中標記分別為1影像感測單元2數字信號處理單元3存儲單元
4微處理器5輸出接口6報警單元數字信號處理單元2與影像處理單元1的輸出端連接，將影像處理單元1輸出的模擬影像信號轉換成數字影像信號。
存儲單元3與數字信號處理單元2相連接，用以預先儲存火焰的特征，并暫時儲存數字信號處理單元2所輸出的數字影像。
微處理器4分別與數字信號處理單元2及存儲單元3相連接，其輸出經輸出接口5與報警單元6相連接，其內設有執行火焰識別的程序，用來監測輸入的影像中是否含有火焰，若有，則發出警報信號至報警單元6發出聲音或閃光等，并配合輸出接口5將影像信號輸出至監視器，借以通知相關人員立即看到火災現場的實際情況，而做不同程度的緊急處理。
輸出接口5用以輸出影像信號與警報信號等。
報警單元6用以發出聲音或閃光等。
另外，在本發明的實施例中，也可以將影像處理單元1、數字信號處理單元2、存儲單元3、微處理器4、輸出接口及報警單元6整合在一內含有火焰識別功能的單體中，進而形成一單獨的火災監測報警器。
請參閱圖2所示，是本發明的火焰識別算法流程圖。包含輸入影像21、分離火焰22、動態相減23、判斷強度24與發出警報25等五個步驟，現將各步驟說明如下(1)輸入影像輸入數字信號處理單元所輸出的影像；(2)分離火焰進行色彩分離，將影像中有火焰的區域與背景分離開來，在此步驟中主要是采用接近人類視覺的色彩系統，如HSI、HSL或HSV等色彩系統，將火焰的色彩特征屬性取得后，即可直觀地分離出影像中有火焰的區域；(3)動態相減利用相減法與前一張影像相減，以去除背景的干擾，并建立色彩相減后的火焰判斷法則，保留火焰的動態特性；(4)判斷強度判別火焰燃燒的劇烈程度，在此步驟中采用火焰面積、形狀與影像差所得的信息等因素，來評估火焰燃燒的劇烈程度；(5)發出警報依據火焰燃燒的劇烈程度，發出不同的警示信息。
綜上所述，通過本發明的方法，可利用影像處理與計算機視覺技術，仿真入的視覺系統來監測火焰，并將軟硬件結合成獨立的監測報警器，而使現有的火災偵防系統更趨完備。所以，本發明完全符合發明專利申請要件，故依法提出發明專利申請，請詳查并批準授予專利權，以保障發明者的權益。
以上所述，僅是本發明的一具體實施例，但本發明的特征并不局限于此，任何熟悉該項技術的人員在本發明的領域內，可輕易得出的變化或修飾，如發出的警示信息可傳送至中央控制中心，供中央控制中心人員做不同的緊急處理等，皆可涵蓋在以上本發明的特征范圍內。
權利要求
1.一種可視化火災監測報警方法，包含下列步驟(a)輸入影像；(b)進行色彩分離，將上述影像中有火焰的區域與背景分離；(c)動態相減；(d)判別火焰燃燒劇烈程度；(e)發出警報。
2.根據權利要求1所述的火災監測報警方法，其特征在于在步驟(b)中的色彩分離采用接近人類視覺的色彩系統，將火焰的色彩特征屬性取得后，直觀地分離出影像中有火焰的區域。
3.根據權利要求1所述的火災監測報警方法，其特征在于在步驟(c)中的動態相減是利用相減法與前一張影像相減，以去除背景的干擾，并建立色彩相減后的火焰判斷法則，保留火焰的動態特性。
4.根據權利要求1所述的火災監測報警的方法，其特征在于在步驟(d)中的判別火焰燃燒程度是采用火焰面積、形狀與影像差所得的信息，來評估火焰燃燒的劇烈程度。
5.一種可視化火災監測報警裝置，包括一報警單元；一輸出接口，與報警單元的輸出端相連接；一影像處理單元，用以拍攝外界的影像；一數字信號處理單元，與影像處理單元的輸出端連接，將影像處理單元輸出的模擬影像資料轉換成數字影像信號；一存儲單元，與數字信號處理單元相連接，用以預先儲存火焰的特征，并暫時儲存數字信號處理單元所輸出的數字影像；一微處理器，分別與數字信號處理單元的輸出及存儲單元相連接，微處理器的輸出與輸出接口的輸入相連接，其內設有執行火焰識別的程序，用來監測輸入影像中是否含有火焰，并配合輸出接口將影像信號輸出至監視系統，借以通知相關人員立即看到火災現場的實際情況，而做不同程度的緊急處理。
6，根據權利要求5所述的可視化火災監測報警裝置，其特征在于影像處理單元、數字信號處理單元、存儲單元、微處理器、輸出接口及報警單元可整合成一體。
全文摘要
本發明公開了一種可視化火災監測報警方法與裝置，利用先進的影像處理與計算機視覺技術，仿真人類的視覺系統來識別火焰，并將軟硬件結合成一獨立的監測報警器，以達到火災警示的目的。其在監測方法上是通過微處理器執行火焰識別的算法，將數字信號處理單元輸出的影像與存儲單元內的資料進行識別，來判斷輸入的影像是否含有火焰與燃燒的劇烈程度，進而發出警報信息，并配合輸出接口將影像信號輸出至監視器以供相關人員立即看到火災現場的實際情況，而做不同程度的緊急處理。
文檔編號G08B17/00GK1404021SQ01131318
公開日2003年3月19日 申請日期2001年9月6日 優先權日2001年9月6日
發明者王安松 申請人:松蓮科技股份有限公司