[发明专利]基于视频图像智能分析的森林烟火检测与识别方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及森林烟火检测与识别中的图像处理、图像分析、视频烟火 识别流程和处理手段等多项实用创新技术，特别涉及基于视频图像智能分 析的森林烟火检测与识别技术。

背景技术

视频烟火检测与识别是森林火灾监控报警系统自动化智能化的必然发 展趋势。现有各种森林火灾监控系统中普遍存在漏报率和误报率偏高、环 境适应性差等问题，并没有真正从技术上和工程上解决森林烟火智能识别 的核心问题。因此，如何利用先进的图像处理与分析技术，以森林防火工 程实践中遇到的各种问题为出发点，结合创新性的视频烟火识别流程和处 理手段，开发出基于视频图像智能分析的森林烟火检测与识别技术，对加 强森林火灾监控报警，预防大型森林火灾事故的发生非常有现实意义，且 具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明针对现有森林防火监控系统实际应用中普遍存在漏报率高和误 报率偏高等问题，提供一种基于视频图像智能分析的森林烟火检测与识别 方法及设备。

根据第一方面，本发明的提供的基于视频智能分析的森林烟火检测与 识别方法包括以下步骤：

对视频监视场景中的固定干扰区域预先设置掩模参数，以便排除固定 干扰区域对烟火识别的干扰；

采集关于视频监视场景的视频图像；

根据所述视频图像的亮度值，进行所述视频监视场景处于白天还是处 于晚上的判断；

当判断所述视频监视场景处于白天时，对利用所述掩模参数进行掩模 的视频图像进行白天烟火检测和识别处理，得到有关烟和火区域的识别；

当判断所述视频监视场景处于晚上时，对利用所述掩模参数进行掩模 的视频图像进行晚上明火检测和识别处理，得到有关明火区域的识别。

其中所述白天烟火检测和识别处理包括：

对掩模后的视频图像序列进行烟火检测，得到多帧前景视频图像；

对所述多帧前景视频图像进行区域标记和相关处理，从而得到多个视 频图像团块，然后对所述多个视频图像团块进行动态分析，得到其动态特 性；以及通过分析所述多个视频图像团块的动态特性进行烟火识别，以便 识别出所述视频图像中的烟和火区域。

最好通过对多个视频图像团块的颜色特性进行识别，实现所述烟火识 别。

其中所述烟火检测包括：

利用高斯混合模型对对掩模后的视频图像进行视频图像背景建模，得 到背景模型；以及利用所得到的背景模型对后续的视频图像进行匹配度检 测，从而得到所述多帧前景视频图像。

其中在所述烟火识别之前，可对所述多个视频图像团块进行干扰检测， 以便从所述多个视频图像团块中去除具有随机干扰因素的视频图像团块。

其中所述区域标记的步骤包括：利用跑长码对多帧前景视频图像进行 视频图像连通区域标记，从而获得视频图像连通区域。

其中晚上明火检测和识别处理包括：

对掩模后的视频图像序列的每帧视频图像进行分割，得到晚上森林明 火的预选区域；

对所述多帧图像分割结果进行区域标记和相关处理，从而得到多个视 频图像团块，然后对所述多个视频图像团块进行动态分析，得到其动态特 性；以及通过分析所述多个视频图像团块的动态特性排除虚假区域，得到 晚上森林明火候选区域；

采用区域轮廓特征匹配法对所述晚上森林明火的候选区域进行PTZ跟 踪，从而得到森林明火的目标区域视频图像；以及对所述目标区域视频图 像进行晚上明火识别处理。

其中所述晚上明火识别包括：

对所述目标区域视频图像进行区域标记和相关处理，从而得到多个视 频图像团块，然后对所述多个视频图像团块进行动态分析，得到其动态特 性；以及通过分析所述多个视频图像团块的动态特性确定明火区域。

根据第二方面，本发明提供的基于视频智能分析的森林烟火检测与识 别设备包括：

对视频监视场景中的固定干扰区域预先设置掩模参数，以便排除固定 干扰区域对烟火识别的干扰的掩模设置模块；

采集关于视频监视场景的视频图像的装置；

根据所述视频图像的亮度值，进行所述视频监视场景处于白天还是处 于晚上的判断的监控状态判断模块；