室外早期火灾多种特征综合识别方法

摘要

一种室外早期火灾多种特征综合识别方法，属火灾监控及图像处理技术领域。步骤包括：1、热成像仪获得红外图像；2、火灾红外图像灰度化处理、阈值分割以及滤波处理；3、对疑似火灾火焰图像进行进一步分析，获得以下五个判据：(1)火焰图像颜色分布判据；(2)火焰图像变化率判据；(3)火焰图像面积蔓延增长判据；(4)火焰图像圆形度判据；(5)火焰图像形体变化判据；4、利用神经网络以判据1～判据5为输入，综合进行判断，得到是否火灾的最终判断。本方法克服了火灾识别过程中对自然光等方面的干扰，减小火灾的漏报率和误报率。

主权项

1.一种室外早期火灾多种特征综合识别方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、利用热成像仪获得红外图像；(2)、根据火焰红外图像的红色分量突出的原理，利用计算机系统对红外图像进行基于红色分量的灰度化处理，并取火焰参考灰度值作为阈值，对图像进行二值化阈值分割，提取疑似图像并进行滤波处理；(3)、利用计算机系统对疑似图像进一步分析，获得以下五个判据：(a)判据1：根据火焰一般从焰心到外焰其颜色应从白色向红色渐变的原理，在第(2)步灰度化之前，对获取到的彩色图像先进行颜色识别，建立火焰图像颜色分布判据；判据1中涉及的主要公式为红色比重计算公式：$\mathrm{redratio}(x,y)=\underset{x,y\in m}{\Sigma }\frac{R\left(F_i(x,y)\right)}{R\left(F_i(x,y)\right)+G\left(F_i(x,y)\right)+B\left(F_i(x,y)\right)}$其中F_i是连续n帧图像中的第i帧，R、G、B分别表示图像中红、绿、蓝分量；(b)判据2：根据火焰时刻变化且时快时慢原理，建立火焰图像变化率判据；判据2中涉及的主要公式为火焰变化率计算公式：$\mathrm{Diff}(x,y)=\frac{\underset{i=0}{\overset{n}{\Sigma }}|P_i(x,y)-P_{i-1}(x,y)|}{n-1}$P_i是从连续的n帧图像中提取的第i帧图像中的疑似图像的灰度值；(c)判据3：根据火灾区呈不断持续蔓延扩大趋势，体现在序列图像上为高亮度区域持续增长的原理，建立火焰图像面积蔓延增长判据；判据3中涉及的主要公式为火焰增长率计算公式：$G_i=\frac{\mathrm{Size}{\left(R_i\right)}_t-\mathrm{Size}{\left(R_i\right)}_{t0}}{t-t_0}$其中，为R_i火焰区域；(d)判据4：根据大部分干扰源形状规则度较高而火焰形状不规则的原理，建立火焰图像圆形度判据；(e)判据5：根据早期火灾火焰几何形体变化规律相对于其他干扰现象来说体现在序列图像中是一种无序的变化的原理，建立火焰图像形体变化判据；判据5中首先计算连续帧的变化图像的相似度ξ_i，然后求取几个相似度值的平均值将该平均值作为判据其中i＝1，2，…，N；其中b_i(x，y)是连续n帧图像中的第i帧图像中的疑似图像在坐标为(x，y)处的像素的二值化的值；(4)、利用神经网络以判据1～判据5为输入，综合进行判断，得到是否火灾的最终判断。