[发明专利]火焰侦测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种侦测火焰的方法和装置，特别是涉及使用影像分 析侦测火焰的方法和装置。

背景技术

随着办公室及厂房的规模越来越大，加上如百货商场、饭店、体 育馆...等建筑物楼高越高、构造越特殊、设备越复杂，一般的消防安 全设施在这些情况下可能无法确保其有效性。若能使目前传统型监控 系统智能化，利用影像侦测将所撷取的画面加以分析，并借着一些演 算法计算，判断画面中是否有火焰，即能增加监控系统附加价值，并 可有效实时侦测与控制灾害。

所谓的影像辨识方法是通过多个步骤演算法来侦测火焰。通过监 控系统撷取画面，经过电脑、DSP等数值运算器进行动态对象侦测及 色彩模型分析进行火焰判断。其中的辨识方法是在撷取的窗口间，利 用演算法(如：背景消去法(Background Subtraction)、统计侦测法 (Statistical Methods)、时态差分法(Temporal Differencing)、光流法 (Optical Flow)...等)将影像中像素性质差距超过某一恕限值的像素分 离，接着将这些像素利用色彩模型加以分析，若符合条件则可能为火 焰，然而现有的技术所使用的色彩模型多为RGB经验规则判断，对于 色彩辨识的准确度并不够精确，只要是具有与火焰相类似的色彩就被 辨识为具有火焰要素。

此外，公知的辨识法仅使用动态对象侦测及色彩模型分析判识的 火焰判别方式容易造成误判的结果而导致错误的判别，例如一穿着红 衣的人走过监视器前，就会被辨识为动态且具有火焰的红色要素，而 因此触动假警报。

美国专利第6,184,792号和6,956,485号公开了一些在一监视空间 侦测早期火焰的演算法。其中美国专利第6,184,792号揭露了在一监视 空间侦测早期火焰的方法和装置，其是通过针对随时间改变的像素强 度执行一快速傅利叶转换来分析一录制影像的明度变化；而美国专利 第6,956,485号则揭露了一通过滤波方式来分析频率变化并侦测火焰的 技术。然而，在这些专利中并未提及这些侦测方法的精确度，而且其 也没有采用其它如色度(chrominance)变化等相关的分析。

发明内容

本发明是欲提供一种火焰侦测方法与装置，用以监视及辨识是否 有火焰的发生，并进一步提升辨识准确度，以早示警或通报救灾。

根据本发明的主要目的，提供一种火焰侦测方法，其步骤包含： 撷取一监视空间的多个影像；判断该多个影像中是否存在一动态区域 影像；分析该动态区域影像的一色彩模型以产生一第一分析结果，并 比较该第一分析结果与一参考火焰影像的一第一特征，其中该色彩模 型采用一三维RGB高斯混合模型和一三维YUV高斯混合模型至少其 一；以及根据步骤(C)中比较的结果判断该动态区域影像是否为一火焰 影像。

其中，该多个影像为该监视空间在不同时间点的记录影像，包括 一第一撷取时间的一第一空间影像与一第二撷取时间的第二空间影 像，该动态区域影像是指该第一空间影像与该第二空间影像中所不同 的特定区域影像，而表示在该第一撷取时间与该第二撷取时间之间该 监视空间所存在的一移动对象。

较佳地，本发明所提供的火焰侦测方法，其更包括：进行一闪烁 频率分析，用以分析该动态区域影像的一闪烁频率以产生一第二分析 结果，并比较该第二分析结果与一参考火焰影像的一第二特征；进行 一地址分析，用以分析该动态区域影像的一地址变化以产生一第三分 析结果，并比较该第三分析结果与一第一预定范围；进行一面积分析， 用以分析该动态区域影像的一面积变化以产生一第四分析结果，并比 较该第四分析结果与一第二预定范围；储存该第一分析结果与第二分 析结果至一数据库；以及若判断该动态区域影像为一火焰影像，则发 出一警报信号。

较佳地，本发明所提供的火焰侦测方法，其中该步骤(E)是利用一 维时间小波转换来分析该动态区域影像的一色彩与一高度至少其一随 时间变化的程度，并分析色彩参数I与Y至少其一，而取该色彩参数I 与Y至少其一的一闪烁频率范围为5Hz至10Hz来分析。

较佳地，本发明所提供的火焰侦测方法，其中该步骤(F)包括：以 追踪对象演算法，判断该动态区域影像的重心地址随时间的变化的一 第一程度；以及若该第一程度超过一第一预定范围，则判断该动态区 域影像不为一火焰影像，其中该第一预定范围为：