本發(fā)明屬于圖像識別領(lǐng)域，具體是基于圖像識別的城市垃圾集中投放點火災(zāi)報警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前很多城市都建立了垃圾分類投放點，這些區(qū)域都存在較大的火災(zāi)安全隱患，消防安全尤為重要，消防安全設(shè)備是否準(zhǔn)確，及時的預(yù)報和消除事故，反應(yīng)了消防設(shè)備系統(tǒng)的及時性和先進性。

2、目前市場上的大多數(shù)火災(zāi)預(yù)防系統(tǒng)普遍依賴于火災(zāi)發(fā)生后的物理反應(yīng)，如溫度急劇升高引發(fā)的火災(zāi)感應(yīng)器報警，或是熱成像技術(shù)捕捉到的高溫?zé)狳c來判斷火災(zāi)。然而，這些方法存在一定的局限性，往往在火災(zāi)已造成一定程度的損害之后才能觸發(fā)報警，錯過了最佳的早期預(yù)防時機，從而導(dǎo)致現(xiàn)場財物損失增加，甚至可能錯過疏散人員的關(guān)鍵窗口期。

3、因此本發(fā)明提供基于圖像識別的城市垃圾集中投放點火災(zāi)報警系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一；為此，本發(fā)明提出了基于圖像識別的城市垃圾集中投放點火災(zāi)報警系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)往往在火災(zāi)已造成一定程度的損害之后才能觸發(fā)報警，錯過了最佳的早期預(yù)防時機的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供了基于圖像識別的城市垃圾集中投放點火災(zāi)報警系統(tǒng)，包括圖像處理模塊，以及與之相連接的圖像采集模塊和報警模塊；

3、圖像采集模塊：用于實時采集城市各垃圾集中投放點的視頻；

4、圖像處理模塊：用于對采集的視頻進行分幀處理，并將每幀圖像分割成若干待檢測區(qū)域圖像；分析待檢測區(qū)域圖像中是否存在煙霧特征或火焰特征；是，則垃圾集中投放點預(yù)發(fā)生火災(zāi)；否，則垃圾集中投放點無火災(zāi)前兆；以及，

5、基于煙霧特征和火焰特征，對火災(zāi)程度進行等級劃分；

6、報警模塊：用于對不同等級的生火災(zāi)情況進行處理。

7、優(yōu)選的，所述采集城市各垃圾集中投放點的視頻，包括：

8、城市中每個垃圾集中投放點區(qū)域均設(shè)置一個攝像頭，用于實時采集每個區(qū)域的垃圾投放點的視頻；其中，每個攝像頭設(shè)置不同編號，且編號與垃圾集中投放點的位置信息相關(guān)聯(lián)。

9、本發(fā)明通過攝像頭實時監(jiān)測各垃圾投放點的情況，包括垃圾投放量、投放行為是否合規(guī)等，有利于提高垃圾分類管理效率；收集的視頻數(shù)據(jù)可用于大數(shù)據(jù)分析，比如統(tǒng)計各個時間段的垃圾產(chǎn)生量、分析居民投放習(xí)慣、評估垃圾分類政策效果等，為城市垃圾分類工作提供決策依據(jù)；若發(fā)生火災(zāi)、有害垃圾泄露等突發(fā)事件，可通過視頻監(jiān)控快速定位事發(fā)地點，根據(jù)攝像頭編號和位置信息回溯錄像，迅速定位式發(fā)點，確保及時響應(yīng)和妥善處置。

10、優(yōu)選的，所述分析待檢測區(qū)域圖像中是否存在煙霧特征，包括：

11、提取待檢測區(qū)域圖像中各像素點的像素值，將大于或等于煙霧標(biāo)準(zhǔn)像素值的像素點標(biāo)記為1，并將帶有標(biāo)記1的待檢測區(qū)域圖像標(biāo)記為疑似煙霧圖像；

12、將每幀的待檢測區(qū)域圖像均依次編號，提取多幀圖像中的疑似煙霧圖像；以及，

13、基于編號順序，依次計算各疑似煙霧圖像中煙霧區(qū)域的像素均值和面積；當(dāng)像素均值依次減小，且所占面積依次增大，則待檢測區(qū)域圖像存在煙霧特征。

14、本發(fā)明利用預(yù)設(shè)的煙霧標(biāo)準(zhǔn)像素值進行比對，可以較為準(zhǔn)確地區(qū)分出煙霧區(qū)域，減少誤報和漏報的可能性；通過對多幀圖像中的疑似煙霧圖像進行編號和跟蹤，能夠分析煙霧的發(fā)展變化趨勢，如像素均值和面積的動態(tài)變化，從而更準(zhǔn)確地判斷是否存在煙霧特征；有助于實現(xiàn)火災(zāi)等災(zāi)害的早期預(yù)警，為后續(xù)的應(yīng)急處理爭取寶貴時間。

15、優(yōu)選的，若同一編號存在若干張疑似煙霧圖像，則使用最新采集時間的疑似煙霧圖像。

16、優(yōu)選的，計算各疑似煙霧圖像中煙霧區(qū)域的面積，包括：

17、統(tǒng)計各疑似煙霧圖像中標(biāo)記為1的像素數(shù)量，并分別乘以單個像素的實際面積，得到各疑似煙霧圖像中煙霧區(qū)域的面積。

18、本發(fā)明通過統(tǒng)計像素數(shù)量來計算煙霧區(qū)域面積，可以更準(zhǔn)確地反映煙霧規(guī)模的變化，為判斷煙霧增長趨勢、分析火災(zāi)風(fēng)險等級提供精確數(shù)據(jù)支持；當(dāng)煙霧區(qū)域面積快速增長時，系統(tǒng)能夠及時識別并發(fā)出警告；通過此方法準(zhǔn)確計算出煙霧覆蓋的區(qū)域面積，適應(yīng)各種復(fù)雜場景下的煙霧檢測需求；有助于早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，提高災(zāi)前響應(yīng)速度。

19、優(yōu)選的，所述分析待檢測區(qū)域圖像中是否存在火焰特征，包括：

20、提取待檢測區(qū)域圖像中各像素點的像素值，將大于或等于火焰標(biāo)準(zhǔn)像素值的像素點標(biāo)記為0，并將帶有標(biāo)記0的待檢測區(qū)域圖像標(biāo)記為疑似火焰圖像；

21、將每幀的待檢測區(qū)域圖像均依次編號，提取多幀圖像中的疑似火焰圖像；以及，

22、計算各疑似火焰圖像的像素均值，判斷同一編號的疑似火焰圖像的像素均值是否依次增大；是，則待檢測區(qū)域圖像存在火焰特征。

23、本發(fā)明通過實時提取并處理圖像像素值，能夠迅速標(biāo)記疑似火焰區(qū)域，實現(xiàn)對火災(zāi)的快速預(yù)警和響應(yīng)；利用火焰標(biāo)準(zhǔn)像素值作為閾值，且通過為每幀待檢測區(qū)域圖像進行編號并追蹤疑似火焰圖像，當(dāng)連續(xù)編號的疑似火焰圖像像素均值依次增大時，可以有效地從圖像中篩選出火焰特征，減少誤判，提高識別準(zhǔn)確度。

24、優(yōu)選的，設(shè)置與幀圖像同樣尺寸的空白拼接區(qū)域；將多幀圖像中的存在煙霧特征的疑似煙霧圖像按照編號順序依次放置在空白拼接區(qū)域的對應(yīng)位置，從而得到煙霧的二維擴散方向，并映射至三維空間中，得到火焰的擴散方向；其中，火焰的擴散方向與煙霧的擴散方向分析方法相同。

25、本發(fā)明通過將連續(xù)幀的疑似煙霧圖像拼接在一起，可以直觀展示煙霧在時間維度上的擴散路徑和范圍，有助于快速理解煙霧動態(tài)變化情況；同時，可以推斷火源的大致位置，這對于火災(zāi)救援和火勢控制極為重要；通過實時拼接圖像，能夠第一時間發(fā)現(xiàn)煙霧擴散情況，及時啟動警報系統(tǒng)，確保現(xiàn)場工作人員和周邊居民立即沿與煙霧擴散方向相反或側(cè)風(fēng)向的安全路徑疏散，避免吸入可能含有有害物質(zhì)的煙霧。

26、優(yōu)選的，所述分析待檢測區(qū)域圖像中是否存在火焰特征，包括：

27、將待檢測區(qū)域圖像輸入至火焰識別模型中，識別出火焰區(qū)域和非火焰區(qū)域；其中，火焰識別模型為cnn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型或bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

28、優(yōu)選的，所述基于煙霧特征和火焰特征，對火災(zāi)程度進行等級劃分，包括：

29、當(dāng)待檢測區(qū)域圖像存在煙霧特征和火焰特征，則垃圾集中投放點發(fā)生一級火災(zāi)；

30、當(dāng)待檢測區(qū)域圖像存在煙霧特征或火焰特征，則垃圾集中投放點發(fā)生二級火災(zāi)；

31、當(dāng)待檢測區(qū)域圖像不存在煙霧特征或火焰特征，則垃圾集中投放點未發(fā)生火災(zāi)。

32、本發(fā)明通過實時分析攝像頭捕捉的圖像，能夠及時發(fā)現(xiàn)煙霧或火焰特征，實現(xiàn)火災(zāi)的快速預(yù)警；根據(jù)煙霧和火焰特征的有無及組合情況，將火災(zāi)劃分為不同級別，有助于根據(jù)不同級別采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)對措施，如一級火災(zāi)可能需要立即調(diào)動消防力量，二級火災(zāi)可能先啟動初級滅火設(shè)備并加強監(jiān)控；根據(jù)火災(zāi)級別的劃分，能夠合理調(diào)度消防資源，避免過度投入或資源不足的情況，既節(jié)約了公共資源，又能確保在關(guān)鍵時刻有足夠的力量應(yīng)對突發(fā)火情。

33、優(yōu)選的，所述用于對不同等級的生火災(zāi)情況進行處理，包括：

34、對于一級火災(zāi)，立即啟動最高級別的報警，通知消防部門和管理人員，同時啟動現(xiàn)場的滅火系統(tǒng)或聯(lián)動控制設(shè)備；

35、對于二級火災(zāi)，發(fā)出次級警告，提醒管理人員密切關(guān)注并準(zhǔn)備采取初步滅火措施；

36、對于未發(fā)生火災(zāi)的判斷結(jié)果，系統(tǒng)保持正常監(jiān)控狀態(tài)。

37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

38、1.本發(fā)明通過提取待檢測區(qū)域圖像中各像素點的像素值，標(biāo)記出大于或等于煙霧標(biāo)準(zhǔn)像素值和火焰煙霧標(biāo)準(zhǔn)像素值的像素點，將存在標(biāo)記的待檢測區(qū)域圖像標(biāo)記為疑似煙霧圖和疑似火焰圖像；基于編號順序，依次計算各疑似煙霧圖像中煙霧區(qū)域的像素均值和面積；當(dāng)像素均值依次減小，且所占面積依次增大，則待檢測區(qū)域圖像存在煙霧特征；以及，計算各疑似火焰圖像的像素均值，當(dāng)同一編號的疑似火焰圖像的像素均值依次增大；則待檢測區(qū)域圖像存在火焰特征；通過對通過實時分析圖像中的像素點進行分析，能夠迅速識別出疑似煙霧或火焰區(qū)域，實現(xiàn)實時火災(zāi)預(yù)警，準(zhǔn)確度高，響應(yīng)速度快；

39、2.本發(fā)明通過將多幀圖像中的存在煙霧特征的疑似煙霧圖像按照編號順序依次放置在空白拼接區(qū)域的對應(yīng)位置，從而展示煙霧在時間維度上的擴散路徑和范圍，有助于快速理解煙霧動態(tài)變化情況；以及相比于獨立分析每幀圖像，通過拼接的方式，可以整合資源，一次性展示多幀圖像信息，提高信息處理和傳達的效率；

40、3.本發(fā)明對采集的視頻進行分幀處理，并將每幀圖像分割成若干待檢測區(qū)域圖像；分析待檢測區(qū)域圖像中是否存在煙霧特征或火焰特征；是，則垃圾集中投放點預(yù)發(fā)生火災(zāi)；否，則垃圾集中投放點無火災(zāi)前兆；并對火災(zāi)程度進行等級劃分，及時向城市垃圾管理中心發(fā)送警報信息；本發(fā)明充分利用先進的圖像處理技術(shù)和深度學(xué)習(xí)算法，能夠?qū)崟r分析監(jiān)控畫面中與火災(zāi)相關(guān)的關(guān)鍵特征，如煙霧、火焰的顏色、面積變化等微妙細(xì)節(jié)綜合判斷和預(yù)估，在火災(zāi)發(fā)生的極早期階段，甚至是尚未造成實質(zhì)物質(zhì)損失之時，就準(zhǔn)確預(yù)測出火災(zāi)的發(fā)展趨勢，并及時發(fā)出預(yù)警信號。