CN1404021A - 可视化火灾监测报警方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可视化火灾监测报警方法与装置，利用先进的影像处理与计算机视觉技术，仿真人类的视觉系统来识别火焰，并将软硬件结合成一独立的监测报警器，以达到火灾警示的目的。其在监测方法上是通过微处理器执行火焰识别的算法，将数字信号处理单元输出的影像与存储单元内的资料进行识别，来判断输入的影像是否含有火焰与燃烧的剧烈程度，进而发出警报信息，并配合输出接口将影像信号输出至监视器以供相关人员立即看到火灾现场的实际情况，而做不同程度的紧急处理。

Description

可视化火灾监测报警方法与装置

技术领域

本发明涉及一种可视化火灾监测报警方法与装置，特别是一种可利用影像处理与计算机视觉的先进技术，仿真人类的视觉系统以识别火焰，而达到火灾监测报警的目的。

背景技术

随着计算机硬件功能的快速进步与硬件价格的平民化，使得影像处理与计算机视觉技术一日千里，且其应用也日趋广泛，如指纹识别系统、人体面部识别系统、车牌识别系统等。然而，是否能将此技术应用在日常生活之中，以维护公共安全、居家生活或工业安全等，则是一相当切身的问题。其中，火灾便是一项令人相当遗憾的重大灾难。往往造成严重的人员伤亡和财产损失。

目前在居家室内、公共场所虽设有火警烟雾报警器，然而根据实验数据显示，烟雾大到能触发烟雾报警器时，早已是大火四起。而在工厂厂房的管线虽装有温度感应器，但不同的管线必须安装不同温度的感应器，并且感应器的数量随着管线的复杂程度以及长度而持续增加。

也有通过保安系统与中央控制中心用摄像机来监控火灾发生的，但其中央控制中心的人员必须随时注视监视器内的影像。然而长期注视的结果，必使人员身心疲惫，因而降低了警觉，此乃其最大的缺点。若有一用来仿真人类视觉来识别火焰的装置与方法，即可辅助中央控制中心的人员，提高其士气与监控效果。

因此，本发明人潜心研究并配合学理运用，设计出一可利用影像处理与计算机视觉技术来监测火焰。希望通过此可视化方法，提供多一种稳定的火灾预警技术，并与现有的火警系统相辅相成，使现有的火灾侦防体系更趋完备。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种可仿真人的视觉系统来监测火灾警报的方法，是将火焰的特征预先储存于存储单元内，通过影像感测单元将所拍摄的影像，转换成数字信号，并储存到存储单元内，供微处理器撷取与识别是否含有火焰。若是，则适时发出警示讯息，通知相关人员(如保安人员)以进行紧急处理。

本发明的另一目的是在于提供一种可利用影像处理与计算机视觉技术来监测火焰的装置，是将影像感测单元与数字信号处理单元相连接，数字信号处理单元的输出与内含有识别火焰的微处理器相连接，且在数字信号处理单元与微处理器之间连接一存储单元，微处理器的输出经一输出接口与报警单元相连接，借此来仿真人的视觉系统以识别火焰，而达到火灾监测报警目的。

附图说明

图1是本发明的电路方框图；

图2是本发明的火焰识别方法流程图。

附图中标记分别为：

1影像感测单元

2数字信号处理单元

3存储单元

4微处理器

5输出接口

6报警单元

具体实施方式

请参阅图1，是本发明的电路方框图，包括有影像处理单元1、数字信号处理单元2、存储单元3、微处理器4、输出接口5及报警单元6等，其中影像处理单元1在本发明的实施例中是一电荷耦合单元(CCD)，用以拍摄外界的影像。

数字信号处理单元2与影像处理单元1的输出端连接，将影像处理单元1输出的模拟影像信号转换成数字影像信号。

存储单元3与数字信号处理单元2相连接，用以预先储存火焰的特征，并暂时储存数字信号处理单元2所输出的数字影像。

微处理器4分别与数字信号处理单元2及存储单元3相连接，其输出经输出接口5与报警单元6相连接，其内设有执行火焰识别的程序，用来监测输入的影像中是否含有火焰，若有，则发出警报信号至报警单元6发出声音或闪光等，并配合输出接口5将影像信号输出至监视器，借以通知相关人员立即看到火灾现场的实际情况，而做不同程度的紧急处理。

输出接口5用以输出影像信号与警报信号等。

报警单元6用以发出声音或闪光等。

另外，在本发明的实施例中，也可以将影像处理单元1、数字信号处理单元2、存储单元3、微处理器4、输出接口及报警单元6整合在一内含有火焰识别功能的单体中，进而形成一单独的火灾监测报警器。

请参阅图2所示，是本发明的火焰识别算法流程图。包含输入影像21、分离火焰22、动态相减23、判断强度24与发出警报25等五个步骤，现将各步骤说明如下：

(1)输入影像：输入数字信号处理单元所输出的影像；

(2)分离火焰：进行色彩分离，将影像中有火焰的区域与背景分离开来，在此步骤中主要是采用接近人类视觉的色彩系统，如HSI、HSL或HSV等色彩系统，将火焰的色彩特征属性取得后，即可直观地分离出影像中有火焰的区域；

(3)动态相减：利用相减法与前一张影像相减，以去除背景的干扰，并建立色彩相减后的火焰判断法则，保留火焰的动态特性；

(4)判断强度：判别火焰燃烧的剧烈程度，在此步骤中采用火焰面积、形状与影像差所得的信息等因素，来评估火焰燃烧的剧烈程度；

(5)发出警报：依据火焰燃烧的剧烈程度，发出不同的警示信息。

综上所述，通过本发明的方法，可利用影像处理与计算机视觉技术，仿真入的视觉系统来监测火焰，并将软硬件结合成独立的监测报警器，而使现有的火灾侦防系统更趋完备。所以，本发明完全符合发明专利申请要件，故依法提出发明专利申请，请详查并批准授予专利权，以保障发明者的权益。

以上所述，仅是本发明的一具体实施例，但本发明的特征并不局限于此，任何熟悉该项技术的人员在本发明的领域内，可轻易得出的变化或修饰，如发出的警示信息可传送至中央控制中心，供中央控制中心人员做不同的紧急处理等，皆可涵盖在以上本发明的特征范围内。

Claims (6)

1.一种可视化火灾监测报警方法，包含下列步骤：

(a)：输入影像；

(b)：进行色彩分离，将上述影像中有火焰的区域与背景分离；

(c)：动态相减；

(d)：判别火焰燃烧剧烈程度；

(e)：发出警报。

2.根据权利要求1所述的火灾监测报警方法，其特征在于：在步骤(b)中的色彩分离采用接近人类视觉的色彩系统，将火焰的色彩特征属性取得后，直观地分离出影像中有火焰的区域。

3.根据权利要求1所述的火灾监测报警方法，其特征在于：在步骤(c)中的动态相减是利用相减法与前一张影像相减，以去除背景的干扰，并建立色彩相减后的火焰判断法则，保留火焰的动态特性。

4.根据权利要求1所述的火灾监测报警的方法，其特征在于：在步骤(d)中的判别火焰燃烧程度是采用火焰面积、形状与影像差所得的信息，来评估火焰燃烧的剧烈程度。

5.一种可视化火灾监测报警装置，包括：

一报警单元；

一输出接口，与报警单元的输出端相连接；

一影像处理单元，用以拍摄外界的影像；

一数字信号处理单元，与影像处理单元的输出端连接，将影像处理单元输出的模拟影像资料转换成数字影像信号；

一存储单元，与数字信号处理单元相连接，用以预先储存火焰的特征，并暂时储存数字信号处理单元所输出的数字影像；

一微处理器，分别与数字信号处理单元的输出及存储单元相连接，微处理器的输出与输出接口的输入相连接，其内设有执行火焰识别的程序，用来监测输入影像中是否含有火焰，并配合输出接口将影像信号输出至监视系统，借以通知相关人员立即看到火灾现场的实际情况，而做不同程度的紧急处理。

6，根据权利要求5所述的可视化火灾监测报警装置，其特征在于：影像处理单元、数字信号处理单元、存储单元、微处理器、输出接口及报警单元可整合成一体。