CN103377533A - 用于森林防火的彩色图像摄取处理识别的烟火探测方法 - Google Patents

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Bao Pengfei
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Abstract

本发明公开了用于森林防火的彩色图像摄取处理识别的烟火探测方法，涉及森林防火探测方法。该方法基于彩色图像处理技术，其烟火识别步骤是：（一）建立烟雾和火的色彩参数库、烟雾扩散形态数据库；（二）图像的获取；（三）图像处理。本发明将彩色图像识别技术应用于森林防火，解决烟火识别与判读精确性不高的问题。本发明采用彩色的图像处理技术和特殊过程处理结合人工智能技术并针对森林防火的特定环境做具有针对性优化。本发明的有益效果是：1可以应用彩色图像处理技术和形态识别技术准确判读彩色图像中是否存在森林火险（烟雾和明火）；2可以把一监控为目的的安防视频监控升级成森林火险预警系统。

Description

用于森林防火的彩色图像摄取处理识别的烟火探测方法
技术领域
本发明涉及森林防火探测方法。 
背景技术
原有的基于图像的烟火识别技术都是采用彩色图像的的二值化处理，既设定一个阈值转换为黑和白2种色彩。相对应的信息就会简化。其结果的精确性大不高。 
发明内容
本发明提供一种用于森林防火的彩色图像摄取处理识别的烟火探测方法，本发明将彩色图像识别技术应用于森林防火，解决烟火识别与判读精确性不高的问题。 
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：用于森林防火的彩色图像摄取处理识别的烟火探测方法，该方法基于彩色图像处理技术，其烟火识别步骤是： 
（一）建立烟雾和火的色彩参数库、烟雾扩散形态数据库
1、建立烟雾和火的色彩参数库
1）烟雾色彩参数库： 分析森林火灾图片，提取烟雾的色彩，烟雾色彩数据库S，烟雾色彩 sc   
                sc ∈ S 
2)火焰色彩参数库：分析森林火灾图片，提取火焰的色彩样本，得到火焰样本数据库F 火焰色彩fc  
               fc ∈F
S和F随着应用扩大会以自学习模式扩大；
2、建立烟雾扩散形态数据库
建立烟雾扩散形态数据库S(sp) 对森林火灾图片进行处理，提取烟雾的外部形态轮廓建立数据库) S(sp    烟雾形态 S
S ∈S(sp
（二）图像的获取
在固定的制高点设置图像获取装置按照图像，相同位置在一定的间隔（2~5分钟）获取两幅图像P1、P2；
（三）图像处理
对P1和P2进行处理，处理过程如下：
1、图像色域选择
1）明火的判别：
火的颜色选择，色域选择=F，选择结果有两个：1、有颜色属于F，表示图片范围内有火焰出现暨明火，执行告警；2、无颜色属于F  继续下一步处理；
2）烟雾的判别： 
烟雾的颜色选择，色域= S 结果，1选择为空处理结束；2选择结果色域属于 S 有面积大于50个像素点的连续面积做形态分析处理，50像素点以下连续面积忽略，结束处理；
对面积大于50像素点模式识别和形态匹配: 得到结果；
1、选择色域的区域形状不属于 S(sp) ，判定不符合烟雾形状特征结束处理，进入下一循环；
2、选择色域的区域形状属于 S(sp)，判定符合烟雾形状特征；对比P1和P2 所选区域有变化，有变化烟雾在运动，告警输出；
3、无变化提示确定是否是固定的烟雾颜色和形状相似物，建立数据库下一循环识别设置过滤排除。
本发明采用彩色的图像处理技术和特殊过程处理结合人工智能技术并针对森林防火的特定环境做具有针对性优化。 
本发明的有益效果是：1可以应用彩色图像处理技术和形态识别技术准确判读彩色图像中是否存在森林火险（烟雾和明火）；2可以把一监控为目的的安防视频监控升级成森林火险预警系统。 
附图说明
图1是本发明烟火识别过程示意图。 
具体实施方式
下面用最佳的实施例对本发明做详细的说明。
如图1所示，图片 
Figure 2012101178356100002DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure 926968DEST_PATH_IMAGE002
是两幅间隔40秒的同一位置的图像，本发明对图像进行上述第三项进行的处理方法分别得到图像和
Figure 781791DEST_PATH_IMAGE004
。对两幅图的选择区域（红色围起的区域）进行对比发现变化，确认图像中存在动态烟雾。 
图片
Figure 2012101178356100002DEST_PATH_IMAGE005
是一幅明火图片，经颜色检验后发现有明火颜色区域出现并用红颜色对图像进行描边处理得到
Figure 561529DEST_PATH_IMAGE006
。输出发现明火告警。 
注释：本发明的系统使用环境为野外，自然界中和火的色域重合的景象使用环境中没有出现。 
在林区的野外有很多用于观测森林火灾火警的瞭望塔，本发明将图像获取装置置于瞭望塔最高处，安装在可360度旋转的云台上，云台同时可以俯仰调节。在同一位置可以按照不同的时间间隔过去两幅图像，图像在安装的前端或者通过网络传递到固定的场所进行本发明进行技术处理，自动判定图像所在位置是否有明火和动态烟雾出现，完成明火和烟雾的告警。   
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.用于森林防火的彩色图像摄取处理识别的烟火探测方法，其特征在于，该方法基于彩色图像处理技术，其烟火识别步骤是：
（一）建立烟雾和火的色彩参数库、烟雾扩散形态数据库
1、建立烟雾和火的色彩参数库
1）烟雾色彩参数库： 分析森林火灾图片，提取烟雾的色彩，烟雾色彩数据库S，烟雾色彩 sc   
                sc ∈ S 
2)火焰色彩参数库：分析森林火灾图片，提取火焰的色彩样本，得到火焰样本数据库F 火焰色彩fc  
               fc ∈F
S和F随着应用扩大会以自学习模式扩大；
2、建立烟雾扩散形态数据库
建立烟雾扩散形态数据库S(sp) 对森林火灾图片进行处理，提取烟雾的外部形态轮廓建立数据库) S(sp    烟雾形态 S
S ∈S(sp
（二）图像的获取
在固定的制高点设置图像获取装置按照图像，相同位置在一定的间隔（2~5分钟）获取两幅图像P1、P2；
（三）图像处理
对P1和P2进行处理，处理过程如下：
1、图像色域选择
1）明火的判别：
火的颜色选择，色域选择=F，选择结果有两个：1、有颜色属于F，表示图片范围内有火焰出现暨明火，执行告警；2、无颜色属于F  继续下一步处理；
2）烟雾的判别： 
烟雾的颜色选择，色域= S 结果，1选择为空处理结束；2选择结果色域属于 S 有面积大于50个像素点的连续面积做形态分析处理，50像素点以下连续面积忽略，结束处理；
对面积大于50像素点模式识别和形态匹配: 得到结果；
1、选择色域的区域形状不属于 S(sp) ，判定不符合烟雾形状特征结束处理，进入下一循环；
2、选择色域的区域形状属于 S(sp)，判定符合烟雾形状特征；对比P1和P2 所选区域有变化，有变化烟雾在运动，告警输出；
3、无变化提示确定是否是固定的烟雾颜色和形状相似物，建立数据库下一循环识别设置过滤排除。
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