專利名稱：一種火焰的視頻識(shí)別方法和一種火災(zāi)監(jiān)控方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種火焰的視頻識(shí)別方法和一種火災(zāi)監(jiān)控方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，大型的廠房、商業(yè)場(chǎng)館、娛樂(lè)場(chǎng)所和辦公場(chǎng)所等都需要對(duì)場(chǎng)所的安全進(jìn)行監(jiān)控，尤其是火災(zāi)，其帶來(lái)?yè)p失尤為巨大。因此對(duì)重點(diǎn)防火場(chǎng)所或區(qū)域進(jìn)行火災(zāi)的監(jiān)控意義重大。
現(xiàn)有的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)大都采用點(diǎn)式采樣傳感器。這些現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的近距離傳感器和專業(yè)光電設(shè)備在可操作性、可靠性、檢測(cè)率、場(chǎng)地適用性、成本費(fèi)用及通用性等方面存在不同的局限。特別是對(duì)于大面積、區(qū)域開(kāi)放的場(chǎng)景，傳感器距離場(chǎng)景都較遠(yuǎn)，傳統(tǒng)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)都無(wú)能為力。
有些基于視頻的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，無(wú)非是在原有傳統(tǒng)系統(tǒng)上增加了視頻傳輸這一技術(shù)，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)視頻的智能分析。


發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)對(duì)于大面積、開(kāi)放區(qū)域場(chǎng)景無(wú)法有效報(bào)警的缺陷，提供了一種全新的智能化火焰的視頻識(shí)別方法和火災(zāi)監(jiān)控方法及其系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種火焰的視頻識(shí)別方法，包括以下步驟 步驟1檢測(cè)視頻圖像中的前景目標(biāo)； 步驟2依據(jù)火焰顏色模型，判斷所述前景目標(biāo)的哪些目標(biāo)點(diǎn)為火焰顏色點(diǎn)，其中，所述火焰顏色模型通過(guò)訓(xùn)練圖像而建立； 步驟3對(duì)前景目標(biāo)的所述火焰顏色點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)分析，得到前景目標(biāo)的火焰區(qū)域； 步驟4對(duì)前后幀圖像的火焰區(qū)域進(jìn)行匹配，當(dāng)匹配關(guān)系超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，判定所述火焰區(qū)域有火焰產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種火災(zāi)監(jiān)控方法，包括如下步驟 步驟a獲取視頻圖像，建立背景模型，檢測(cè)視頻圖像中的前景目標(biāo)； 步驟b把所述前景目標(biāo)的圖像傳送到服務(wù)器端； 步驟c在服務(wù)器端，依據(jù)通過(guò)訓(xùn)練圖像建立的火焰顏色模型，判斷所述前景目標(biāo)的哪些目標(biāo)點(diǎn)為火焰顏色點(diǎn)； 步驟d對(duì)前景目標(biāo)的所述火焰顏色點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)分析，得到前景目標(biāo)的火焰區(qū)域，對(duì)前后幀圖像的火焰區(qū)域加以匹配，當(dāng)匹配關(guān)系超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，判定所述火焰區(qū)域有火焰產(chǎn)生； 步驟e當(dāng)判定所述火焰區(qū)域有火焰產(chǎn)生時(shí)，進(jìn)行報(bào)警驗(yàn)證機(jī)制的驗(yàn)證，當(dāng)滿足報(bào)警條件時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，包括 攝像頭，獲取監(jiān)控區(qū)域的視頻圖像； 數(shù)據(jù)處理板，基于攝像頭獲取的視頻圖像建立背景模型，檢測(cè)視頻圖像中的前景目標(biāo)； 網(wǎng)絡(luò)傳輸單元，把數(shù)據(jù)處理板檢測(cè)到前景目標(biāo)的圖像傳送到火焰識(shí)別單元； 火焰識(shí)別單元，依據(jù)通過(guò)訓(xùn)練圖像建立的火焰顏色模型，判斷所述網(wǎng)絡(luò)傳輸單元傳送來(lái)的前景目標(biāo)的哪些目標(biāo)點(diǎn)為火焰顏色點(diǎn)，并對(duì)前景目標(biāo)的所述火焰顏色點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)分析，得到前景目標(biāo)的火焰區(qū)域，以及，對(duì)前后幀圖像的火焰區(qū)域加以匹配，當(dāng)匹配關(guān)系超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，判定所述火焰區(qū)域有火焰產(chǎn)生； 火災(zāi)報(bào)警單元，當(dāng)火焰識(shí)別單元判定有火焰產(chǎn)生時(shí)，進(jìn)行報(bào)警驗(yàn)證機(jī)制的驗(yàn)證，當(dāng)滿足報(bào)警條件時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。
本發(fā)明的火焰的視頻識(shí)別方法和火災(zāi)監(jiān)控方法及其系統(tǒng)，不局限場(chǎng)景的遠(yuǎn)近，適用范圍更加廣泛；同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了智能化，把人從監(jiān)控工作中解放出來(lái)；再之，對(duì)于現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)而言具有較大的可移植性，便于對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行更新或改造。



下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方案進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，其中 圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖； 圖3是本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理板處理流程圖； 圖4是本發(fā)明的火焰顏色模型建立流程圖；以及 圖5是本發(fā)明的火焰識(shí)別流程圖。

具體實(shí)施例方式 為了實(shí)現(xiàn)火災(zāi)監(jiān)控的智能化，本發(fā)明提供了一種火焰的視頻識(shí)別方法和一種火災(zāi)監(jiān)控方法及其系統(tǒng)。接下來(lái)將具體說(shuō)明該方法及其系統(tǒng)。
圖1示出本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本發(fā)明火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)包括攝像頭100，數(shù)據(jù)處理板102，網(wǎng)絡(luò)傳輸單元104，火焰識(shí)別單元106和火災(zāi)報(bào)警單元108。
攝像頭100獲取監(jiān)控區(qū)域的視頻圖像。
數(shù)據(jù)處理板102基于攝像頭獲取的視頻圖像建立背景模型，檢測(cè)視頻圖像中的前景目標(biāo)。
網(wǎng)絡(luò)傳輸單元104把數(shù)據(jù)處理板102檢測(cè)到前景目標(biāo)的圖像傳送到火焰識(shí)別單元106。
火焰識(shí)別單元106依據(jù)通過(guò)訓(xùn)練圖像建立的火焰顏色模型，判斷所述網(wǎng)絡(luò)傳輸單元104傳送來(lái)的前景目標(biāo)的哪些目標(biāo)點(diǎn)為火焰顏色點(diǎn)，并對(duì)前景目標(biāo)的所述火焰顏色點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)分析，得到前景目標(biāo)的火焰區(qū)域，以及，對(duì)前后幀圖像的火焰區(qū)域加以匹配，當(dāng)匹配關(guān)系超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，判定所述火焰區(qū)域有火焰產(chǎn)生。
火災(zāi)報(bào)警單元108用于當(dāng)火焰識(shí)別單元106判定有火焰產(chǎn)生時(shí)，進(jìn)行報(bào)警驗(yàn)證機(jī)制的驗(yàn)證，當(dāng)滿足報(bào)警條件時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)還包括視頻錄像單元110，在火災(zāi)報(bào)警單元108進(jìn)行報(bào)警的同時(shí)，啟動(dòng)視頻錄像，對(duì)火災(zāi)的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行記錄。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述火焰識(shí)別單元106、火災(zāi)報(bào)警單元108以及視頻錄像單元110均處于服務(wù)器端。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理板102處于攝像頭100的裝置內(nèi)部。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述攝像頭100為網(wǎng)絡(luò)攝像頭，即處在網(wǎng)絡(luò)中，擁有獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)地址，網(wǎng)絡(luò)傳輸單元104也設(shè)置在攝像頭裝置的內(nèi)部。
圖2示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)傳輸單元204、火焰識(shí)別單元206和火災(zāi)報(bào)警單元208，以及多個(gè)攝像頭和數(shù)據(jù)處理板，分別為攝像頭1和數(shù)據(jù)處理板1到攝像頭N和數(shù)據(jù)處理板N。
攝像頭1—N分別獲取不同監(jiān)控區(qū)域的視頻圖像。
數(shù)據(jù)處理板1—N基于攝像頭1—N獲取的不同視頻圖像各自建立背景模型，檢測(cè)視頻圖像中的前景目標(biāo)。
網(wǎng)絡(luò)傳輸單元204把數(shù)據(jù)處理板1—N檢測(cè)到前景目標(biāo)的圖像分別傳送到火焰識(shí)別單元206。
火焰識(shí)別單元206據(jù)通過(guò)訓(xùn)練圖像建立的火焰顏色模型，分別判斷所述網(wǎng)絡(luò)傳輸單元204傳送來(lái)的1—N前景目標(biāo)的哪些目標(biāo)點(diǎn)為火焰顏色點(diǎn)，并對(duì)各個(gè)前景目標(biāo)的所述火焰顏色點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)分析，得到各個(gè)前景目標(biāo)的火焰區(qū)域，以及，對(duì)各個(gè)前景目標(biāo)的前后幀圖像的火焰區(qū)域加以匹配，當(dāng)匹配關(guān)系超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，判定所述火焰區(qū)域有火焰產(chǎn)生。
火災(zāi)報(bào)警單元208當(dāng)火焰識(shí)別單元206判定1—N路監(jiān)控中有火焰產(chǎn)生時(shí)，進(jìn)行報(bào)警驗(yàn)證機(jī)制的驗(yàn)證，任何一路監(jiān)控中當(dāng)滿足報(bào)警條件時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)還包括視頻錄像單元210，在火災(zāi)報(bào)警單元208進(jìn)行報(bào)警的同時(shí)，啟動(dòng)視頻錄像，對(duì)火災(zāi)的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行記錄。
圖3示出本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理板處理流程圖。如圖3所示，步驟300開(kāi)始，步驟302中，布局各攝像頭全面監(jiān)控需要檢測(cè)的場(chǎng)景。
步驟304中，初始化數(shù)據(jù)處理板，準(zhǔn)備進(jìn)行各種數(shù)值計(jì)算；并在步驟306中，輸入M幀圖像作為初始背景估計(jì)的參考圖象。
步驟308和309中，分別建立基于M幀圖像的慢背景模型和快背景模型，然后分兩路在步驟310和步驟312中，生成慢背景圖像和快背景圖像。
慢背景模型和快背景模型建立后都維持M幀圖像的數(shù)據(jù)量，根據(jù)更新的規(guī)則更新其中的圖像。慢背景圖像和快背景圖像的生成主要依據(jù)慢背景模型和快背景模型。
接著，在步驟314中，輸入圖像的像素點(diǎn)信息，分別與快慢背景圖像相減，得到基于快慢背景的差分圖像；步驟316中，對(duì)基于快慢背景的差分圖像進(jìn)行融合。
在步驟318中，對(duì)融合的結(jié)果進(jìn)行整合處理，得到前景圖像。
再接著，步驟320中，對(duì)前景圖像進(jìn)行去噪聲處理，得到前景目標(biāo)圖像。
當(dāng)生成場(chǎng)景背景圖像，計(jì)算輸入圖像的每個(gè)像素點(diǎn)與背景的像素點(diǎn)相減，得到差分圖像，采用背景相減法得到前景圖像。這樣得到的前景點(diǎn)還是會(huì)受到噪聲的干擾，需要進(jìn)行后處理。這里采用形態(tài)學(xué)濾波中先腐蝕后膨脹的處理方法，去掉由于噪聲帶來(lái)影響。
然后在步驟322中，輸出前景目標(biāo)圖像，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。
直到監(jiān)控工作停止，在步驟324中，結(jié)束整個(gè)數(shù)據(jù)處理板的處理流程。
針對(duì)慢背景模型和快背景模型，做如下補(bǔ)充說(shuō)明 慢背景模型
輸入前M幀圖像作為初始背景估計(jì)的參考圖象，利用這M幀圖象建立慢背景模型。假設(shè)x1，x2，…，xM是圖像中的某個(gè)像素點(diǎn)的像素值xt的一組觀察值樣本。利用這些樣本，采用中值濾波法計(jì)算出t時(shí)刻任何一個(gè)像素點(diǎn)的背景像素估計(jì)值 整合這些背景像素估計(jì)值，就會(huì)生成慢背景的圖像。
一般的模型更新方法是采用FIF0先進(jìn)先出的策略，用最新的像素來(lái)更新最老的像素，這樣更新的策略會(huì)帶來(lái)一些異常因素的影響。這里采用的是相關(guān)性最新的更新策略，對(duì)已有像素進(jìn)行排序，對(duì)于排序后距離中值最遠(yuǎn)，也即對(duì)背景像素相關(guān)度最差的像素為要被替代的像素。用替代后的像素重新組成M幀圖象更新慢背景模型。
相關(guān)性最新的更新策略的主要思路為
列表1如上，以上列表是針對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)。
當(dāng)有新數(shù)據(jù)進(jìn)來(lái)時(shí)，首先對(duì)0~10的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，然后按照數(shù)據(jù)的大小順序?qū)ζ渲匦屡判?，因?yàn)樵诔跏加?jì)算時(shí)0~9的數(shù)據(jù)已經(jīng)是排序后的結(jié)果了，所以只要將10插入相應(yīng)位置即可，結(jié)果如下列表2
對(duì)于以上結(jié)果，將采用5為輸出結(jié)果，同時(shí)將數(shù)據(jù)0要丟棄，保留9，8，7，6，10，5，4，3，2，1作為下一次更新的已有數(shù)據(jù)結(jié)果，即如列表1所示9，8，7，6，10，5，4，3，2，1將分別針對(duì)9，8，7，6，5，4，3，2，1，0。
快背景模型
輸入前M幀圖像作為初始背景估計(jì)的參考圖象，利用這M幀圖象建立快背景模型。假設(shè)x1，x2，…，xM是圖像中的某個(gè)像素點(diǎn)的像素值xt的一組觀察值樣本。利用這些樣本，采用中值濾波法計(jì)算出t時(shí)刻任何一個(gè)像素點(diǎn)的背景像素估計(jì)值 整合這些背景像素估計(jì)值，主要是在寄存器中按照?qǐng)D像的像素點(diǎn)坐標(biāo)位置使其連續(xù)起來(lái)，就會(huì)生成快背景的圖像。
快背景模型與慢背景模型的建立是一樣的，其區(qū)別在于背景更新，快背景模型的更新采用FIF0先進(jìn)先出的策略，進(jìn)來(lái)一幀新的圖像，丟棄最老的圖像，這樣背景將非?？斓母檄h(huán)境的快速變化。
圖4示出本發(fā)明的火焰顏色模型建立流程圖。如圖4所示，步驟400開(kāi)始，接著，在步驟402中，輸入建立火焰顏色模型的訓(xùn)練圖像。在訓(xùn)練圖像中人為的標(biāo)定其內(nèi)各個(gè)像素點(diǎn)是否是火焰像素點(diǎn)。
步驟404中，將一個(gè)該訓(xùn)練圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到HSV空間。RGB到HSV空間的轉(zhuǎn)換中，H參數(shù)表示色彩信息，即所處的光譜顏色的位置；S為純度為一比例值，范圍從0到1，它表示成所選顏色的純度和該顏色最大的純度之間的比率；V表示色彩的明亮程度，范圍從0到1。
緊跟著，步驟406中，對(duì)所有像素點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
然后在步驟408中，連續(xù)輸入一個(gè)像素點(diǎn)數(shù)據(jù)，在步驟410中，判斷該像素點(diǎn)是否是火焰像素點(diǎn)，如果是，則進(jìn)入步驟416中，在該像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的HS分量處增加一個(gè)正的高斯脈沖，其中H分量和S分量可以建立一個(gè)坐標(biāo)平面，所述在該像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的HS分量處增加一個(gè)正的高斯脈沖就是指在所述坐標(biāo)平面的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)點(diǎn)處在垂直于所述坐標(biāo)平面的方向上增加一個(gè)正的高斯脈沖；如果不是，則進(jìn)入步驟412中，在該像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的HS分量處增加一個(gè)負(fù)的高斯脈沖。
接下來(lái)都要進(jìn)入步驟418中，判斷該圖像的像素點(diǎn)是否都判斷完畢，如果不是，則返回步驟408中，重新輸入下一個(gè)像素點(diǎn)數(shù)據(jù)；如果是，則進(jìn)入步驟420中，輸入下一個(gè)圖像的像素點(diǎn)進(jìn)行判斷。
在步驟422中，判斷輸入圖像也即訓(xùn)練圖像是否都處理完畢，如果還沒(méi)有，則進(jìn)入步驟424中，將下一個(gè)圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到HSV空間，然后返回步驟406，對(duì)所有像素點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并順序執(zhí)行其他步驟；如果已經(jīng)輸入完畢，則進(jìn)入步驟426中，建立火焰顏色的模型，凡在HS坐標(biāo)平面上方的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)都為火焰像素點(diǎn)，凡在HS坐標(biāo)平面下方的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)都不是火焰像素點(diǎn)。
最后，進(jìn)入步驟428，結(jié)束火焰顏色模型建立的進(jìn)程。
需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，其轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的函數(shù)以偽碼表示為 max＝max(R，G，B) min＝min(R，G，B) if R＝max，H＝(G-B)/(max-min) if G＝max，H＝2+(B-R)/(max-min) if B＝max，H＝4+(R-G)/(max-min) H＝H*60 ifH<0，H＝H+360 V＝max(R，G，B) S＝(max-min)/max 圖5示出本發(fā)明的火焰識(shí)別流程圖。如圖5所示，步驟500中開(kāi)始。然后進(jìn)入步驟502中，依據(jù)火焰顏色模型對(duì)傳送來(lái)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別。
在步驟504中，判斷圖像的哪些像素點(diǎn)為火焰顏色點(diǎn)。接著，在步驟506中，將備選的火焰點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)分析，得到火焰區(qū)域目標(biāo)。
在步驟508中，對(duì)識(shí)別分析的圖像進(jìn)行緩存。然后再在步驟510中，對(duì)前后兩幀圖像的火焰區(qū)域進(jìn)行匹配的比較。
保留前一幀圖像的火焰區(qū)域分析結(jié)果，將當(dāng)前幀分析得到的火焰區(qū)域與前一幀的火焰區(qū)域進(jìn)行相互最近距離的區(qū)域匹配。匹配的方法有很多，可以是特征點(diǎn)匹配，模板匹配等。該實(shí)施例采用了相對(duì)簡(jiǎn)單的相關(guān)匹配，即兩個(gè)區(qū)域直接相減的絕對(duì)值，如果超過(guò)一定閾值則為判斷為火焰，否則不是。
緊接著，步驟512中，判斷兩幀圖像的火焰區(qū)域的匹配關(guān)系是否超過(guò)設(shè)定閾值。如果沒(méi)有超過(guò)，返回步驟510，對(duì)后兩幀圖像的火焰區(qū)域進(jìn)行匹配的比較；如果超過(guò)，則進(jìn)入步驟514中，判定所述火焰區(qū)域有火焰產(chǎn)生。
然后再在步驟516中，判斷是否滿足報(bào)警驗(yàn)證機(jī)制的驗(yàn)證條件，如果仍不滿足，則返回510，對(duì)后兩幀圖像的火焰區(qū)域進(jìn)行匹配的進(jìn)一步比較；如果滿足，則進(jìn)入步驟518中，判定火災(zāi)已經(jīng)發(fā)生。
為了減少誤報(bào)，還采用了報(bào)警驗(yàn)證機(jī)制，當(dāng)火焰產(chǎn)生次數(shù)超過(guò)驗(yàn)證閾值時(shí)，進(jìn)行火災(zāi)的報(bào)警。當(dāng)驗(yàn)證閾值為2時(shí)，也即連續(xù)兩幀都在該區(qū)域檢測(cè)到了火焰就報(bào)警判斷為火災(zāi)發(fā)生。
接著在步驟520中，進(jìn)行報(bào)警。然后進(jìn)入步驟522中結(jié)束。
需補(bǔ)充說(shuō)明的是，上述陳述中提及的前后幀可以是指10幀以內(nèi)的前后幀，包括連續(xù)的和/或不連續(xù)的前后幀。
以上對(duì)本發(fā)明的具體描述旨在說(shuō)明具體實(shí)施方案的實(shí)現(xiàn)方式，不能理解為是對(duì)本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本發(fā)明的教導(dǎo)下，可以在詳述的實(shí)施方案的基礎(chǔ)上做出各種變體，這些變體均應(yīng)包含在本發(fā)明的構(gòu)思之內(nèi)。本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍僅由所述的權(quán)利要求書(shū)進(jìn)行限制。
權(quán)利要求
1.一種火焰的視頻識(shí)別方法，包括以下步驟
步驟1檢測(cè)視頻圖像中的前景目標(biāo)；
步驟2依據(jù)火焰顏色模型，判斷所述前景目標(biāo)的哪些目標(biāo)點(diǎn)為火焰顏色點(diǎn)，其中，所述火焰顏色模型通過(guò)訓(xùn)練圖像而建立；
步驟3對(duì)前景目標(biāo)的所述火焰顏色點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)分析，得到前景目標(biāo)的火焰區(qū)域；
步驟4對(duì)前后幀圖像的火焰區(qū)域進(jìn)行匹配，當(dāng)匹配關(guān)系超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，判定所述火焰區(qū)域有火焰產(chǎn)生。
2.如權(quán)利要求1所述火焰的視頻識(shí)別方法，其特征在于
所述步驟1檢測(cè)圖像的前景目標(biāo)是通過(guò)圖像和背景圖像進(jìn)行差分，得到前景目標(biāo)，或，進(jìn)一步對(duì)不同背景對(duì)應(yīng)的差分圖像進(jìn)行融合，得到前景目標(biāo)。
3.如權(quán)利要求2所述火焰的視頻識(shí)別方法，其特征在于
所述背景包括快背景和慢背景，快背景更新采用先進(jìn)先出的策略，和/或，慢背景更新采用相關(guān)性最新的策略。
4.如權(quán)利要求1所述火焰的視頻識(shí)別方法，其特征在于
所述步驟1視頻圖像中前景目標(biāo)的檢測(cè)采用形態(tài)學(xué)濾波中先腐蝕后膨脹的處理去除噪聲，得到前景目標(biāo)的圖像。
5.如權(quán)利要求1所述火焰的視頻識(shí)別方法，其特征在于
所述步驟2中建立火焰顏色模型是通過(guò)對(duì)訓(xùn)練圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到HSV空間，在火焰像素點(diǎn)像素值的H、S分量處增加一個(gè)正的高斯脈沖，凡像素值在HS平面上方的像素點(diǎn)均為火焰顏色點(diǎn)，得到火焰顏色模型。
6.如權(quán)利要求1所述火焰的視頻識(shí)別方法，其特征在于
所述步驟4中對(duì)前后幀圖像的火焰區(qū)域進(jìn)行匹配，匹配的方法為特征點(diǎn)匹配、模板匹配和最不相關(guān)性匹配中的任一種。
7.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述火焰的視頻識(shí)別方法，其特征在于
所述步驟4中前后幀圖像是指10幀以內(nèi)的前后幀，包括連續(xù)的和/或不連續(xù)的前后幀。
8.一種火災(zāi)監(jiān)控方法，包括如下步驟
步驟a獲取視頻圖像，建立背景模型，檢測(cè)視頻圖像中的前景目標(biāo)；
步驟b把所述前景目標(biāo)的圖像傳送到服務(wù)器端；
步驟c在服務(wù)器端，依據(jù)通過(guò)訓(xùn)練圖像建立的火焰顏色模型，判斷所述前景目標(biāo)的哪些目標(biāo)點(diǎn)為火焰顏色點(diǎn)；
步驟d對(duì)前景目標(biāo)的所述火焰顏色點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)分析，得到前景目標(biāo)的火焰區(qū)域，對(duì)前后幀圖像的火焰區(qū)域加以匹配，當(dāng)匹配關(guān)系超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，判定所述火焰區(qū)域有火焰產(chǎn)生；
步驟e當(dāng)判定所述火焰區(qū)域有火焰產(chǎn)生時(shí)，進(jìn)行報(bào)警驗(yàn)證機(jī)制的驗(yàn)證，當(dāng)滿足報(bào)警條件時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。
9.如權(quán)利要求8所述的火災(zāi)監(jiān)控方法，其特征在于
所述步驟e中進(jìn)行報(bào)警的同時(shí)，啟動(dòng)視頻錄像，對(duì)火災(zāi)的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行記錄。
10.如權(quán)利要求8所述的火災(zāi)監(jiān)控方法，其特征在于
所述步驟a的背景模型包括快背景模型和慢背景模型，分別生成快背景和慢背景圖像，快背景模型更新采用先進(jìn)先出的策略，和/或，慢背景模型更新采用相關(guān)性最新的策略。
11.如權(quán)利要求8所述的火災(zāi)監(jiān)控方法，其特征在于
所述步驟a視頻圖像中前景目標(biāo)的檢測(cè)是通過(guò)與背景圖像相減，得到差分圖像，然后采用形態(tài)學(xué)濾波中先腐蝕后膨脹的處理去除噪聲，得到前景目標(biāo)的圖像。
12.如權(quán)利要求8所述的火災(zāi)監(jiān)控方法，其特征在于
所述步驟c中火焰顏色模型是通過(guò)對(duì)訓(xùn)練圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到HSV空間，在火焰像素點(diǎn)像素值的H、S分量處增加一個(gè)正的高斯脈沖，凡像素值在HS平面上方的像素點(diǎn)均為火焰顏色點(diǎn)，得到火焰顏色模型。
13.如權(quán)利要求8所述的火災(zāi)監(jiān)控方法，其特征在于
所述步驟d中對(duì)前后幀圖像的火焰區(qū)域進(jìn)行匹配，匹配的方法為特征點(diǎn)匹配、模板匹配和最不相關(guān)性匹配中的任一種。
14.如權(quán)利要求8所述的火災(zāi)監(jiān)控方法，其特征在于
所述步驟d中前后幀圖像是指10幀以內(nèi)的前后幀，包括連續(xù)的和/或不連續(xù)的前后幀。
15.如權(quán)利要求8至14任一項(xiàng)所述的火災(zāi)監(jiān)控方法，其特征在于
所述步驟e中報(bào)警驗(yàn)證機(jī)制，當(dāng)判定前后幀圖像中有火焰產(chǎn)生的次數(shù)超過(guò)驗(yàn)證閾值時(shí)，確定滿足報(bào)警驗(yàn)證條件，認(rèn)定火災(zāi)已經(jīng)發(fā)生。
16.一種火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，包括
攝像頭，獲取監(jiān)控區(qū)域的視頻圖像；
數(shù)據(jù)處理板，基于攝像頭獲取的視頻圖像建立背景模型，檢測(cè)視頻圖像中的前景目標(biāo)；
網(wǎng)絡(luò)傳輸單元，把數(shù)據(jù)處理板檢測(cè)到前景目標(biāo)的圖像傳送到火焰識(shí)別單元；
火焰識(shí)別單元，依據(jù)通過(guò)訓(xùn)練圖像建立的火焰顏色模型，判斷所述網(wǎng)絡(luò)傳輸單元傳送來(lái)的前景目標(biāo)的哪些目標(biāo)點(diǎn)為火焰顏色點(diǎn)，并對(duì)前景目標(biāo)的所述火焰顏色點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)分析，得到前景目標(biāo)的火焰區(qū)域，以及，對(duì)前后幀圖像的火焰區(qū)域加以匹配，當(dāng)匹配關(guān)系超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，判定所述火焰區(qū)域有火焰產(chǎn)生；
火災(zāi)報(bào)警單元，當(dāng)火焰識(shí)別單元判定有火焰產(chǎn)生時(shí)，進(jìn)行報(bào)警驗(yàn)證機(jī)制的驗(yàn)證，當(dāng)滿足報(bào)警條件時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。
17.如權(quán)利要求16所述的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，還包括
視頻錄像單元，在火災(zāi)報(bào)警單元進(jìn)行報(bào)警的同時(shí)，啟動(dòng)視頻錄像，對(duì)火災(zāi)的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行記錄。
18.如權(quán)利要求17所述的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于
所述火焰識(shí)別單元、火災(zāi)報(bào)警單元以及視頻錄像單元均處于服務(wù)器端，所述攝像頭通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器相連。
19.如權(quán)利要求16至18所述的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于
所述數(shù)據(jù)處理板處于攝像頭內(nèi)部。
20.如權(quán)利要求19所述的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于
所述火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)包括多個(gè)攝像頭和數(shù)據(jù)處理板，同時(shí)監(jiān)控不同的場(chǎng)景。
21.如權(quán)利要求20所述的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于
所述攝像頭為網(wǎng)絡(luò)攝像頭，網(wǎng)絡(luò)傳輸單元也包含在攝像頭裝置內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種火焰的視頻識(shí)別方法和一種火災(zāi)監(jiān)控方法及其系統(tǒng)。該火災(zāi)監(jiān)控方法包括如下步驟獲取視頻圖像，建立背景模型，檢測(cè)視頻圖像中的前景目標(biāo)；把所述前景目標(biāo)的圖像傳送到服務(wù)器端；在服務(wù)器端，依據(jù)通過(guò)訓(xùn)練圖像建立的火焰顏色模型，判斷所述前景目標(biāo)的哪些目標(biāo)點(diǎn)為火焰顏色點(diǎn)；對(duì)前景目標(biāo)的所述火焰顏色點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)分析，得到前景目標(biāo)的火焰區(qū)域，對(duì)前后幀圖像的火焰區(qū)域加以匹配，當(dāng)匹配關(guān)系超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，判定所述火焰區(qū)域有火焰產(chǎn)生；當(dāng)判定所述火焰區(qū)域有火焰產(chǎn)生時(shí)，進(jìn)行報(bào)警驗(yàn)證機(jī)制的驗(yàn)證，當(dāng)滿足報(bào)警條件時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。本發(fā)明不局限場(chǎng)景的遠(yuǎn)近，適用范圍更加廣泛；同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了智能化處理。
文檔編號(hào)G08B17/12GK101441712SQ200810240570
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
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