CN111462443A - 一种基于视频图像分析的火灾预警方法 - Google Patents

一种基于视频图像分析的火灾预警方法 Download PDF

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张沛强
杨金艳
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Abstract

本发明公开了一种基于视频图像分析的火灾预警方法，包括：摄像头拍摄监控区域内的实时监控图像IMGt，并将该实时监控图像IMGt发送至运算控制主板；运算控制器计算实时监控图像IMGt与运算控制器前一时刻接收到的监控图像IMGt’的差异像素点数量；运算控制器判断差异像素点数量是否大于预设灵敏度参数；如果是，则运算控制器对实时监控图像IMGt进行补偿修正处理；运算控制器通过红外过滤算法分析经过补偿修正处理后的实时监控图像IMGt中是否存在火点；如果是，则运算控制器向管理员携带的移动设备发送警报。通过本发明，使得火灾预警的准确率更高，检测更灵敏，能更早感知是否存在火灾危险，实现早期火灾的预警和实时环境监控。

Description

一种基于视频图像分析的火灾预警方法
技术领域
本发明涉及火灾预警领域，特别涉及一种基于视频图像分析的火灾预警方法。
背景技术
随着人民生活水平的不断提高，各类用电设施不断增加，不安全用电现象也越来越多，这将极大的增加火灾隐患，为了及时的应对处理火灾，一般会在用电设施周围安装火灾报警器，一旦着火就会触发报警器报警，从而提醒人们及时救火。但是现在常用的火灾报警器通常都是在火灾发生之后才会报警，无法在着火之前进行火灾预警，这就很容易错过最佳救火时间，会延长火势蔓延的时间，不利于扑灭大火，尤其是对于大空间或开阔地带来说，一旦发生火灾火势会随着风蔓延到更大的区域，带来更大的危险，因此，急需设计一种可以实现早期火灾的预警和实时环境监控的预警方法。
发明内容
本发明提供一种基于视频图像分析的火灾预警方法，火灾预警的准确率更高，检测更灵敏，能更早感知是否存在火灾危险，实现早期火灾的预警和实时环境监控。
根据本发明的一个方面，提供了一种基于视频图像分析的火灾预警方法，包括以下步骤：
摄像头拍摄监控区域内的实时监控图像IMGt，并将所述实时监控图像IMGt发送至运算控制主板；
所述运算控制器计算所述实时监控图像IMGt与所述运算控制器前一时刻接收到的监控图像IMGt’的差异像素点数量；
所述运算控制器判断所述差异像素点数量是否大于预设灵敏度参数；
如果是，则所述运算控制器对所述实时监控图像IMGt进行补偿修正处理；
所述运算控制器通过红外过滤算法分析经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中是否存在火点；
如果是，则所述运算控制器向管理员携带的移动设备发送警报。
优选地，所述运算控制器对所述实时监控图像IMGt进行补偿修正处理之前，该方法还包括以下步骤：
安装在监控区域内的温度传感器实时检测环境温度，并将检测的实时环境温度值发送至所述运算控制主板；
安装在监控区域内的亮度传感器实时检测环境亮度，并将检测的实时环境亮度值发送至所述运算控制主板；
所述运算控制器对所述实时监控图像IMGt进行补偿修正处理，具体为：
所述运算控制器通过所述实时环境温度值和所述实时环境亮度值对所述实时监控图像IMGt进行补偿修正处理。
优选地，如果所述运算控制器通过红外过滤算法分析经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中不存在火点，该方法还包括以下步骤：
所述运算控制器通过烟雾检测算法分析经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中是否存在烟雾点；
如果是，则所述运算控制器向管理员携带的移动设备发送警报。
优选地，所述运算控制器通过红外过滤算法分析经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中是否存在火点，包括以下步骤：
所述运算控制器通过红外过滤算法分析经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中是否存在温度突变异常区域；
如果是，则所述运算控制器判断所述温度突变异常区域中是否存在温度突变高区域；
如果是，则确定经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中存在火点；
如果否，则确定经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中不存在火点。
优选地，所述运算控制器通过烟雾检测算法分析经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中是否存在烟雾点，包括以下步骤：
所述运算控制器通过烟雾检测算法分析经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中是否存在烟雾突变异常区域；
如果是，则所述运算控制器判断所述烟雾突变异常区域中是否存在烟雾突变浓区域；
如果是，则确定经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中存在烟雾点；
如果否，则确定经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中不存在烟雾点。
优选地，所述运算控制器向管理员携带的移动设备发送警报之后，该方法还包括以下步骤：
所述运算控制器向报警装置发送报警信号以使所述报警装置进行报警。
优选地，所述运算控制器向报警装置发送报警信号以使所述报警装置进行报警之后，该方法还包括以下步骤：
所述运算控制器检测是否接收到管理员通过携带的移动设备发送的警报解除信号；
如果是，则所述运算控制器向报警装置发送报警解除信号以使所述报警装置停止报警。
优选地，所述报警装置为声光报警器。
与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：
通过本发明，利用图像识别技术，智能判断监控区域是否存在着火点或烟雾区域，当发现有着火点或烟雾区域时，进一步分析着火点和烟雾区域的情况，当着火点或烟雾区域达到预警等级时启动消防报警。本发明可以实现火灾预警，准确率更高，检测更灵敏，能更早感知监控区域是否存在火灾危险；此外，本发明的监控区域更广，只要可视区域皆可纳入监控区域，可以利用多个摄像头来实现360°无死角监控；此外，本发明可以应用在多个不同场所，灵活组网工作，扩大监控范围，进而缩短预警时间、提高预警准确率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。附图中：
图1是根据本发明实施例的一种基于视频图像分析的火灾预警方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的另一种基于视频图像分析的火灾预警方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明附图，对本发明技术方案进行描述，但所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种基于视频图像分析的火灾预警方法，图1是根据本发明实施例的一种基于视频图像分析的火灾预警方法的流程图，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S101：摄像头拍摄监控区域内的实时监控图像IMGt，并将实时监控图像IMGt发送至运算控制主板；
步骤S102：运算控制器计算实时监控图像IMGt与运算控制器前一时刻接收到的监控图像IMGt’的差异像素点数量；
步骤S103：运算控制器判断差异像素点数量是否大于预设灵敏度参数；如果是，则执行步骤S104～步骤S105；如果否，则结束本流程；
步骤S104：运算控制器对实时监控图像IMGt进行补偿修正处理；
步骤S105：运算控制器通过红外过滤算法分析经过补偿修正处理后的实时监控图像IMGt中是否存在火点；如果是，则执行步骤S106；如果否，则结束本流程；
步骤S106：运算控制器向管理员携带的移动设备发送警报。
在实施过程中，在步骤S104之前，安装在监控区域内的温度传感器会实时检测环境温度，并将检测的实时环境温度值发送至运算控制主板；安装在监控区域内的亮度传感器会实时检测环境亮度，并将检测的实时环境亮度值发送至运算控制主板；
运算控制器对实时监控图像IMGt进行补偿修正处理，具体为：运算控制器通过实时环境温度值和实时环境亮度值对实时监控图像IMGt进行补偿修正处理。
在步骤S105中，如果运算控制器通过红外过滤算法分析经过补偿修正处理后的实时监控图像IMGt中不存在火点，则运算控制器可以通过烟雾检测算法分析经过补偿修正处理后的实时监控图像IMGt中是否存在烟雾点；如果是，则运算控制器向管理员携带的移动设备发送警报。
进一步的，运算控制器通过烟雾检测算法分析经过补偿修正处理后的实时监控图像IMGt中是否存在烟雾点，具体实施方式为：运算控制器通过烟雾检测算法分析经过补偿修正处理后的实时监控图像IMGt中是否存在烟雾突变异常区域；如果是，则运算控制器判断烟雾突变异常区域中是否存在烟雾突变浓区域；如果是，则确定经过补偿修正处理后的实时监控图像IMGt中存在烟雾点；如果否，则确定经过补偿修正处理后的实时监控图像IMGt中不存在烟雾点。
在步骤S105中，运算控制器通过红外过滤算法分析经过补偿修正处理后的实时监控图像IMGt中是否存在温度突变异常区域；如果是，则运算控制器判断温度突变异常区域中是否存在温度突变高区域；如果是，则确定经过补偿修正处理后的实时监控图像IMGt中存在火点；如果否，则确定经过补偿修正处理后的实时监控图像IMGt中不存在火点。
在步骤S106之后，运算控制器向报警装置发送报警信号以使报警装置进行报警。
进一步的，运算控制器向报警装置发送报警信号以使报警装置进行报警之后，运算控制器检测是否接收到管理员通过携带的移动设备发送的警报解除信号；如果是，则运算控制器向报警装置发送报警解除信号以使报警装置停止报警。
作为一种可选的实施方式，报警装置为声光报警器。
通过上述步骤，使得火灾预警的准确率更高，检测更灵敏，能更早感知是否存在火灾危险，实现早期火灾的预警和实时环境监控。
为了使本发明的技术方案和实现方法更加清楚，下面将结合优选的实施例对其实现过程进行详细描述。
实施例一
本实施例提供另一种基于视频图像分析的火灾预警方法，如图2所示，图2是根据本发明实施例一的另一种基于视频图像分析的火灾预警方法的流程图，包括以下步骤：
步骤S201：安装在监控区域内的温度传感器实时检测环境温度，并将检测的实时环境温度值发送至运算控制主板；
步骤S202：安装在监控区域内的亮度传感器实时检测环境亮度，并将检测的实时环境亮度值发送至运算控制主板；
步骤S203：摄像头拍摄监控区域内的实时监控图像IMGt，并将实时监控图像IMGt发送至运算控制主板；
本实施例中，需要监控的区域可以安装多个摄像头以实现360°无死角监控，使得监控区域更广，只要可视区域皆可纳入监控范围，这样在室外大空间或开阔地带就能更好的监控是否有火灾发生了，起到良好的火灾预警作用；
步骤S204：运算控制器计算实时监控图像IMGt与运算控制器前一时刻接收到的监控图像IMGt’的差异像素点数量；
本实施例中，上述IMGt为摄像头在t时刻采集的监控图像，IMGt’为摄像头在采集IMGt的前一时刻采集的监控图像；
步骤S205：运算控制器判断差异像素点数量是否大于预设灵敏度参数；如果是，则执行步骤S206～步骤S207；如果否，则结束本流程；
步骤S206：运算控制器通过实时环境温度值和实时环境亮度值对实时监控图像IMGt进行补偿修正处理；
步骤S207：运算控制器通过红外过滤算法分析经过补偿修正处理后的实时监控图像IMGt中是否存在温度突变异常区域；如果是，则执行步骤S208；
步骤S208：运算控制器判断温度突变异常区域中是否存在温度突变高区域；如果是，则执行步骤S209、步骤S212～步骤S213；如果否，则执行步骤S210；
步骤S209：运算控制器向管理员携带的移动设备发送警报；
本发明实施例中，运算控制器连接有无线通信网络模块，可以通过有线或无线方式，利用电话、短信、邮件、QQ或微信等多种方式向管理员发送警报，以便管理员能及时的查看摄像头拍摄的监控视频，从而及时判断是否有火灾发生，起到有效的火灾预警作用；
本发明可以应用在多个不同的场所，根据运算控制器连接的无线通信网络模块，可以将多个不同场所的监控设备组网工作，以扩大监控范围，有效的缩短预警时间，提高火灾预警的准确率；
步骤S210：运算控制器通过烟雾检测算法分析经过补偿修正处理后的实时监控图像IMGt中是否存在烟雾突变异常区域；如果是，则执行步骤S211；
步骤S211：运算控制器判断烟雾突变异常区域中是否存在烟雾突变浓区域；如果是，则执行步骤S209、步骤S212～步骤S213；如果否，则结束本流程；
本发明实施例中，利用视频图像识别技术，对图像中的着火点以及烟雾区域进行识别来判断监控区域是否发生火灾，判断火灾是否发生的准确率更高，检测更灵敏，能更早感知是否存在火灾危险；
步骤S212：运算控制器向报警装置发送报警信号以使报警装置进行报警；
本发明实施例中，上述报警装置可以是声光报警器，比如警铃、警示灯，本实施例不做限定，报警装置安装在监控区域内，当有可能会发生火灾时就通过报警装置报警来提示监控区域的人做好保护措施；
步骤S213：运算控制器检测是否接收到管理员通过携带的移动设备发送的警报解除信号；如果是，则执行步骤S214；如果否，则结束本流程；
本实施例中，当管理员收到警报信息之后就会查看监控区域的监控视频以确定是否监控区域发生了火灾，如果查看之后发现并未发生火灾，则可以向运算控制器发送警报解除信号，以使运算控制器控制报警装置停止报警操作，以免造成人们的恐慌，如果查看之后发现监控区域发生了火灾，则可以及时联系消防人员对火灾进行扑救，这样就能够在火势还未蔓延之前将火扑灭，极大的缩短了救火的时间，也降低了火灾带来的损害；
步骤S214：运算控制器向报警装置发送报警解除信号以使报警装置停止报警。
综合上述，通过上述实施例，利用图像识别技术，智能判断监控区域是否存在着火点或烟雾区域，当发现有着火点或烟雾区域时，进一步分析着火点和烟雾区域的情况，当着火点或烟雾区域达到预警等级时启动消防报警。本发明可以实现火灾预警，准确率更高，检测更灵敏，能更早感知监控区域是否存在火灾危险；此外，本发明的监控区域更广，只要可视区域皆可纳入监控区域，可以利用多个摄像头来实现360°无死角监控；此外，本发明可以应用在多个不同场所，灵活组网工作，扩大监控范围，进而缩短预警时间、提高预警准确率。

Claims (8)

1.一种基于视频图像分析的火灾预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
摄像头拍摄监控区域内的实时监控图像IMGt，并将所述实时监控图像IMGt发送至运算控制主板；
所述运算控制器计算所述实时监控图像IMGt与所述运算控制器前一时刻接收到的监控图像IMGt’的差异像素点数量；
所述运算控制器判断所述差异像素点数量是否大于预设灵敏度参数；
如果是，则所述运算控制器对所述实时监控图像IMGt进行补偿修正处理；
所述运算控制器通过红外过滤算法分析经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中是否存在火点；
如果是，则所述运算控制器向管理员携带的移动设备发送警报。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运算控制器对所述实时监控图像IMGt进行补偿修正处理之前，还包括以下步骤：
安装在监控区域内的温度传感器实时检测环境温度，并将检测的实时环境温度值发送至所述运算控制主板；
安装在监控区域内的亮度传感器实时检测环境亮度，并将检测的实时环境亮度值发送至所述运算控制主板；
所述运算控制器对所述实时监控图像IMGt进行补偿修正处理，具体为：
所述运算控制器通过所述实时环境温度值和所述实时环境亮度值对所述实时监控图像IMGt进行补偿修正处理。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如果所述运算控制器通过红外过滤算法分析经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中不存在火点，还包括以下步骤：
所述运算控制器通过烟雾检测算法分析经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中是否存在烟雾点；
如果是，则所述运算控制器向管理员携带的移动设备发送警报。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述运算控制器通过红外过滤算法分析经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中是否存在火点，包括以下步骤：
所述运算控制器通过红外过滤算法分析经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中是否存在温度突变异常区域；
如果是，则所述运算控制器判断所述温度突变异常区域中是否存在温度突变高区域；
如果是，则确定经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中存在火点；
如果否，则确定经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中不存在火点。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述运算控制器通过烟雾检测算法分析经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中是否存在烟雾点，包括以下步骤：
所述运算控制器通过烟雾检测算法分析经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中是否存在烟雾突变异常区域；
如果是，则所述运算控制器判断所述烟雾突变异常区域中是否存在烟雾突变浓区域；
如果是，则确定经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中存在烟雾点；
如果否，则确定经过补偿修正处理后的所述实时监控图像IMGt中不存在烟雾点。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述运算控制器向管理员携带的移动设备发送警报之后，还包括以下步骤：
所述运算控制器向报警装置发送报警信号以使所述报警装置进行报警。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述运算控制器向报警装置发送报警信号以使所述报警装置进行报警之后，还包括以下步骤：
所述运算控制器检测是否接收到管理员通过携带的移动设备发送的警报解除信号；
如果是，则所述运算控制器向报警装置发送报警解除信号以使所述报警装置停止报警。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述报警装置为声光报警器。
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