專利名稱：一種基于dm642處理器的火災(zāi)檢測系統(tǒng)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及消防裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于DM642處理器的火災(zāi)檢測系統(tǒng)及其使用方法。
背景技術(shù)：
自古以來火災(zāi)都是人類生活的一大安全 隱患，人類為了防止和能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)做出了種種努力。傳統(tǒng)的火災(zāi)檢測方法通常都是以傳感器為基礎(chǔ)，如感煙式、感溫式和感光式火災(zāi)檢測技術(shù)。感煙式火災(zāi)檢測器是利用傳感器響應(yīng)懸浮在其周圍空氣中的燃燒和熱解產(chǎn)生的煙霧氣溶膠(固態(tài)或液態(tài)微粒)的一種火災(zāi)檢測器。但如果是在大空間中，火災(zāi)煙氣上升到十幾米或幾十米高處時(shí)，受到空氣的稀釋，其溫度和濃度都大大降低，到達(dá)頂棚的煙氣濃度達(dá)不到報(bào)警極限，感煙探頭就不會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。當(dāng)環(huán)境中的粉塵濃度過大，會(huì)引起感煙火災(zāi)檢測器誤報(bào)警，并且長期的粉塵環(huán)境和過大的濕度也會(huì)使感煙式檢測器失效，產(chǎn)生誤報(bào)警或不報(bào)警。感溫式火災(zāi)檢測器的原理是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，火災(zāi)引起的溫度上升超過一定值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警裝置。但在大空間中，空間高度太高或空氣的氣流速度大于5m/s時(shí),都會(huì)影響感溫檢測器的感應(yīng)，難以實(shí)現(xiàn)早期火災(zāi)報(bào)警。感光式火災(zāi)檢測器主要是指火焰檢測器，目前廣泛使用的有紫外式和紅外式兩種類型。但是檢測器由于判據(jù)單一，容易對高功率熱源或強(qiáng)光(如電弧等)產(chǎn)生誤報(bào)警?，F(xiàn)有的火災(zāi)技術(shù)雖然在使用時(shí)具有一定的火災(zāi)檢測效果，但現(xiàn)代火災(zāi)中由于環(huán)境復(fù)雜，因此迫切的需要一種能夠應(yīng)用在復(fù)雜大空間中，并且不會(huì)受到煙霧、溫度等因素影響的火災(zāi)檢測技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于DM642處理器的火災(zāi)檢測系統(tǒng)，克服了大空間中煙霧、溫度等復(fù)雜環(huán)境對火災(zāi)檢測系統(tǒng)的影響，而造成的檢測不準(zhǔn)確的問題。本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用該檢測系統(tǒng)的檢測方法。本發(fā)明所米用的技術(shù)方案是一種基于DM642處理器的火災(zāi)檢測系統(tǒng),包括FPGAl可重構(gòu)編程器件，所述FPGAl可重構(gòu)編程器件與FPGA2可重構(gòu)編程器件相連，所述FPGAl可重構(gòu)編程器件與圖像傳感器相連，所述FPGA2可重構(gòu)編程器件與DM642處理器相連，所述DM642處理器與輸出設(shè)備相連。本發(fā)明的使用方法，包括上述方案的一種基于DM642處理器的火災(zāi)檢測系統(tǒng),該檢測系統(tǒng)按一下步驟工作I)所述圖像傳感器連續(xù)捕獲圖像；2)將捕獲到的圖像傳輸給FPGAl可重構(gòu)編程器件；3)所述FPGAl可重構(gòu)編程器件將圖像傳輸給FPGA2可重構(gòu)編程器件；
4)所述FPGA2可重構(gòu)編程器件將圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理后傳輸給DM642處理器，圖像在DM642處理器中進(jìn)行如下處理取圖像中一個(gè)像素點(diǎn)通過單高斯運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測算法、通道差異規(guī)則、亮度最大規(guī)貝U、色度差定閾和RGB及YCbCr色彩空間比率關(guān)系規(guī)則五種算法，如果該像素點(diǎn)同時(shí)符合這五種算法即被DM642處理器認(rèn)定為火焰的像素點(diǎn)，將該火焰的像素點(diǎn)標(biāo)記為綠色，如果該像素點(diǎn)不符合五種算法中的任意一種，則放棄對該像素點(diǎn)的檢測，并且在圖像中順序取另一個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行五種算法的檢測，直到圖想象中所有像素點(diǎn)經(jīng)過五種算法的檢測，最后由符合這五種算法的像素點(diǎn)構(gòu)成的綠色區(qū)域即為火焰區(qū)域，所述五種算法在DM642處理器中同步 進(jìn)行，沒有時(shí)間的先后順序；其中，單高斯運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測算法為，對一幅圖像中的被檢測像素點(diǎn)是否為運(yùn)動(dòng)的像素點(diǎn)進(jìn)行檢測；通道差異規(guī)則滿足的條件為如下公式Y(jié) (x, y) > Cb (X, y)Cr(x, y) >Cb(x,y)，其中，(x, y)是被檢測像素點(diǎn)在其所在圖像中的空間位置，Y(x, y)是空間位置為(x，y)的被測像素點(diǎn)在YCbCr顏色模型中的亮度分量值，Cb (x，y)是被測像素點(diǎn)在YCbCr顏色模型中的藍(lán)色色度分量值、Cr (X，y)是被測像素點(diǎn)在YCbCr顏色模型中的紅色色度分量值；亮度最大規(guī)則滿足的條件為如下公式Y(jié)(x,y) > YffleanCb (x, y) < Cbmean,Cr(x,y) > Crmean
I kYmean=-^y(Xryi)
A
I K其中，，
I人Crmean =—X Cr(x,，y,)
A i=1(x, y)、Y(x, y)、Cb(x, y)和Cr(x, y)的意義同b中所述的意義相同，Ymean是被測像素點(diǎn)所在圖像的亮度平均值，Cbfflean是被測像素點(diǎn)所在圖像的藍(lán)色色度分量平均值，Crfflean是被測像素點(diǎn)所在圖像的紅色色度分量平均值，K被測像素點(diǎn)所在圖像中的像素點(diǎn)的總數(shù)，i是加合公式的運(yùn)算次數(shù)，(Xi^yi)表示在一幅圖像中第i次進(jìn)行該規(guī)則運(yùn)算的像素點(diǎn)的空間位置，Y(Xi，yi)是空間位置為(Xi，yi)的被測像素點(diǎn)在YCbCr顏色模型中的亮度分量值，Cb (xi； Yi)是被測像素點(diǎn)在YCbCr顏色模型中的藍(lán)色色度分量值、Cr (Xi，Yi)是被測像素點(diǎn)在YCbCr顏色模型中的紅色色度分量值；色度差定閾規(guī)則需要滿足的條件的公式如下所示I Cb (X, y)-Cr (X, y) I ^ λ,其中，(X，y)是被檢測像素點(diǎn)在其所在圖像中的空間位置，Y(x, y)是空間位置為(x，y)的被測像素點(diǎn)在YCbCr顏色模型中的亮度分量值，Cb (x，y)是被測像素點(diǎn)在YCbCr顏色模型中的藍(lán)色色度分量值、Cr (X，y)是被測像素點(diǎn)在YCbCr顏色模型中的紅色色度分量值，λ = 20 ；滿足RGB和YCbCr色彩空間比率關(guān)系規(guī)則的公式如下所示O. 25 彡 G (X，y) / (R (x，y) +1) ( O. 65O. 05 彡 B (X，y) / (R (x，y) +1)彡 O. 45，O. 20 彡 B (X，y) / (G (x，y) +1) ( O. 60其中，(X，y)是被檢測像素點(diǎn)在其所 在圖像中的空間位置，R(x，y)是空間位置為(x，y)的被測像素點(diǎn)在在RGB顏色模型中表示紅色分量的值，G(x，y)是空間位置為(x，y)的被測像素點(diǎn)在RGB顏色模型中表示綠色分量的值，B (x，y)是空間位置為(x，y)的被測像素點(diǎn)在RGB顏色模型中表示藍(lán)色分量的值；5)經(jīng)過DM642處理器中處理后的圖像由輸出接口輸出，傳入計(jì)算機(jī)等讀取設(shè)備進(jìn)
行查看。本發(fā)明的有益效果是(I)本檢測系統(tǒng)采用的是雙FPGA可重構(gòu)編程器件設(shè)置，對圖像做增強(qiáng)處理，使傳入DM642的圖像更清晰；(2)檢測系統(tǒng)中的FPGAl有兩個(gè)接頭，可以同時(shí)接入兩個(gè)圖像傳感器，增強(qiáng)了系統(tǒng)的兼容性；(3)檢測系統(tǒng)通過對圖像的處理，能夠準(zhǔn)確的確定火災(zāi)的火焰點(diǎn)，不會(huì)受到大空間中環(huán)境復(fù)雜因素(如煙霧、人員等)的影響。


圖I是本發(fā)明一種基于DM642處理器的火災(zāi)檢測系統(tǒng)及其使用方法的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明一種基于DM642處理器的火災(zāi)檢測系統(tǒng)及其使用方法的工作步驟示意圖；圖3是本法明一種基于DM642處理器的火災(zāi)檢測系統(tǒng)及其使用方法的作用效果圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。參見圖I、圖2, —種基于DM642處理器的火災(zāi)檢測系統(tǒng),包括FPGAl可重構(gòu)編程器件，F(xiàn)PGAl可重構(gòu)編程器件與FPGA2可重構(gòu)編程器件相連，F(xiàn)PGAl可重構(gòu)編程器件與圖像傳感器相連，F(xiàn)PGA2可重構(gòu)編程器件與DM642處理器相連，DM642處理器與輸出設(shè)備相連。利用該檢測系統(tǒng)進(jìn)行火災(zāi)的檢測，該檢測系統(tǒng)的工作步驟如下I)圖像傳感器連續(xù)捕獲圖像；2)將捕獲到的圖像傳輸給FPGAl可重構(gòu)編程器件；3) FPGAl可重構(gòu)編程器件將圖像傳輸給FPGA2可重構(gòu)編程器件；4)FPGA2可重構(gòu)編程器件將圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理后傳輸給DM642處理器，圖像在DM642處理器中進(jìn)行如下處理取圖像中的任意一個(gè)像素點(diǎn)通過單高斯運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測算法、通道差異規(guī)則、亮度最大規(guī)則、色度差定閾和RGB及YCbCr色彩空間比率關(guān)系規(guī)則五種算法，如果該像素點(diǎn)同時(shí)符合這五種算法即被DM642處理器認(rèn)定為火焰的像素點(diǎn)，將該火焰的像素點(diǎn)標(biāo)記為綠色，如果該像素點(diǎn)不符合五種算法中的任意一種，則放棄對該像素點(diǎn)的檢測，并且在圖像中的其他像素點(diǎn)中繼續(xù)任意選取一個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行五種算法的檢測，直到圖想象中所有像素點(diǎn)經(jīng)過五種算法的檢測，最后由符合這五種算法的像素點(diǎn)構(gòu)成的綠色區(qū)域即為火焰區(qū)域，五種算法在DM642處理器中同步進(jìn)行，沒有時(shí)間的先后順序；其中，單高斯運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測算法為，對一幅圖像中的被檢測像素點(diǎn)是否為運(yùn)動(dòng)的像素點(diǎn)進(jìn)行檢測；通道差異規(guī)則滿足的條件為如下公式Y(jié)(x, y) > Cb (x, y)Cr (x, y) > Cb (x, y)，其中，(x, y)是被檢測像素點(diǎn)在其所在圖像中的空間位置，Y(x, y)是空間位置為(x，y)的被測像素點(diǎn)在YCbCr顏色模型中的亮度分量值，Cb (x，y)是被測像素點(diǎn)在YCbCr顏色模型中的藍(lán)色色度分量值、Cr (X，y)是被測像素點(diǎn)在YCbCr顏色模型中的紅色色度分量值；亮度最大規(guī)則滿足的條件為如下公式
權(quán)利要求
1.一種基于DM642處理器的火災(zāi)檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括FPGAl可重構(gòu)編程器件，所述FPGAl可重構(gòu)編程器件與FPGA2可重構(gòu)編程器件相連，所述FPGAl可重構(gòu)編程器件與圖像傳感器相連，所述FPGA2可重構(gòu)編程器件與DM642處理器相連，所述DM642處理器與輸出設(shè)備相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于DM642處理器的火災(zāi)檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGAl可重構(gòu)編程器件具有兩個(gè)輸入接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于DM642處理器的火災(zāi)檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述DM642處理器設(shè)置有三個(gè)輸出接口。
4.一種基于DM642處理器的火災(zāi)檢測系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包括權(quán)利要求I所述的一種基于DM642處理器的火災(zāi)檢測系統(tǒng)，該檢測系統(tǒng)按一下步驟工作 .1)所述圖像傳感器連續(xù)捕獲圖像； .2)將捕獲到的圖像傳輸給FPGAl可重構(gòu)編程器件； .3)所述FPGAl可重構(gòu)編程器件將圖像傳輸給FPGA2可重構(gòu)編程器件； .4)所述FPGA2可重構(gòu)編程器件將圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理后傳輸給DM642處理器，圖像在DM642處理器中進(jìn)行如下處理 取圖像中的任意一個(gè)像素點(diǎn)通過單高斯運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測算法、通道差異規(guī)則、亮度最大規(guī)則、色度差定閾和RGB及YCbCr色彩空間比率關(guān)系規(guī)則五種算法，如果該像素點(diǎn)同時(shí)符合這五種算法即被DM642處理器認(rèn)定為火焰的像素點(diǎn)，將該火焰的像素點(diǎn)標(biāo)記為綠色，如果該像素點(diǎn)不符合五種算法中的任意一種，則放棄對該像素點(diǎn)的檢測，并且在圖像中的其他像素點(diǎn)中繼續(xù)任意選取一個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行五種算法的檢測，直到圖想象中所有像素點(diǎn)經(jīng)過五種算法的檢測，最后由符合這五種算法的像素點(diǎn)構(gòu)成的綠色區(qū)域即為火焰區(qū)域， 所述五種算法在DM642處理器中同步進(jìn)行，沒有時(shí)間的先后順序； 其中， 單高斯運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測算法為，對一幅圖像中的被檢測像素點(diǎn)是否為運(yùn)動(dòng)的像素點(diǎn)進(jìn)行檢測； 通道差異規(guī)則滿足的條件為如下公式Y(jié)(x, y) > Cb (X, y)Cr (x, y) > Cb (x, y) ’ 其中，(x，y)要被檢測像素點(diǎn)在其所在圖像中的空間位置，Y(x，y)是空間位置為(x，y)的被測像素點(diǎn)在YCbCr顏色模型中的亮度分量值，Cb (X，y)是被測像素點(diǎn)在YCbCr顏色模型中的藍(lán)色色度分量值、Cr (X，y)是被測像素點(diǎn)在YCbCr顏色模型中的紅色色度分量值；亮度最大規(guī)則滿足的條件為如下公式
全文摘要
一種基于DM642處理器的火火檢測系統(tǒng)，包括FPGA1可重構(gòu)編程器件，所述FPGA1可重構(gòu)編程器件與FPGA2可重構(gòu)編程器件相連，所述FPGA1可重構(gòu)編程器件與圖像傳感器相連，所述FPGA2可重構(gòu)編程器件與DM642處理器相連，所述DM642處理器與輸出設(shè)備相連。本發(fā)明的目的是提供一種基于DM642處理器的火災(zāi)檢測系統(tǒng)，克服了大空間中煙霧、溫度等復(fù)雜環(huán)境對火災(zāi)檢測系統(tǒng)的影響，而造成的檢測不準(zhǔn)確的問題。
文檔編號(hào)G06T7/40GK102789668SQ20121021332
公開日2012年11月21日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者呂文, 周靈飛, 宋娟, 張亮, 張文, 徐虎, 沈沛意 申請人:呂文, 周靈飛, 宋娟, 張亮, 張文, 徐虎, 沈沛意