[发明专利]一种基于视频烟雾检测的装置与方法

权利要求书

1.一种基于视频烟雾检测的装置与方法，其特征在于，该装置包括：

第一部分，视频图像获取单元，用来获取监控区域的视频图像数据并将数据传递给求取前景单元；

第二部分，求取前景单元，利用三帧差法求取零散前景点；

第三部分，去噪单元，利用开运算操作对求取前景单元求取的前景进行去噪操作，消除细微噪点；

第四部分，前景累加单元，规定一个固定长度的窗口对去噪后的前景进行累加；

第五部分，区域连接单元，将累加前景达到阈值的点进行区域连接并计算面积、灰度、质心等相关参数；

第六部分，梯度计算单元，求出区域连接单元中连接区域的平均梯度值，作为判断报警的条件之一；

第七部分，伪烟雾排除单元，根据区域连接单元和梯度计算单元求出的相关参数并利用烟雾的形状、颜色、运动趋势和周边区域等条件进行伪烟雾的剔除，将未剔除的疑似区域进行存储；

第八部分，特征匹配单元，将伪烟雾排除单元未剔除的烟雾疑似区域进行特征匹配，将当前帧数据与历史帧数据进行匹配，采用是否为最近邻作为匹配区域的挑选条件，匹配限制条件包括灰度及面积变化，对于匹配成功的疑似区域将其匹配次数加1；

第九部分，判断报警单元，根据特征匹配单元记录的各疑似区域的匹配帧数和阈值关系判断是否报警。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，求取前景单元包括：

图像存储单元，用来存储视频图像获取单元中获得的视频图像数据；

帧差计算单元，用来计算图像存储单元中相邻两帧的帧差；

帧差结果存储单元，用来保存帧差计算单元计算后的结果；

三帧差计算单元，对帧差结果存储单元中相邻帧差结果进行与操作；

三帧差结果存储单元，用来保存三帧差计算单元计算后的结果。

3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，前景累加单元包括：

窗口判断单元，用来判断固定窗口内是否为第一次累加，根据判断结果对数据进行不同的操作；

帧差前景累加单元，若窗口判断单元判定固定窗口为第一次累加，则帧差前景累加单元直接进行对新前景的累加，若窗口判断单元判定固定窗口不是第一次累加，则帧差前景累加单元在累加新前景的同时，减去刚出窗口的前景；

累加阈值判断单元，用来判断固定窗口内累加前景点的各点累加次数是否超过阈值；

烟雾模板设置单元，用来将累加次数达到阈值的累加前景点在对应的烟雾模板位置中做标记操作。

4.一种基于视频烟雾检测的装置与方法，其特征在于，该方法步骤包括：

第一步骤，视频获取，利用摄像头实时采集监控区域的视频图像；

第二步骤，利用三帧差法对第一步骤中获取的视频图像求取前景；

第三步骤，开运算去除部分噪点，第二步骤中帧差出的前景区域内可能包含一些细微噪点，通过开运算将这些噪点进行排除；

第四步骤，窗口内帧差前景累加，将去噪后的每帧前景点在时间上连续帧数固定的窗口中进行累加，最终作为疑似烟雾的检测结果；

第五步骤，累加前景区域连接，对第四步骤中的累加前景点进行区域连接并记录面积、灰度、质心等相关参数并实时更新作为判断报警的条件；

第六步骤，前景区域内部梯度计算，求出整个连接区域的平均梯度值，作为判断报警的条件之一；

第七步骤，非烟雾区域剔除，根据第五步骤、第六步骤求出的相关参数并利用烟雾的形状、颜色、运动趋势和周边区域等条件进行伪烟雾的剔除；

第八步骤，特征匹配，将第七步骤中未剔除的烟雾疑似区域进行特征匹配，采用是否为最近邻作为匹配区域的挑选条件，匹配限制条件包括灰度及面积变化；

第九步骤，根据匹配帧数和阈值关系判断是否报警。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，第四步骤包括：

a）判断设定窗口是否进行第一次累加，根据判断结果不同进行不同的步骤；

b）若判断设定窗口不是第一次累加，则将新进入窗口的前景进行相加，然后将时间上刚出窗口的前景减掉；

c)若判断设定窗口为第一次累加，则直接对新进入的前景进行累加；

d）判断设定窗口中各前景点累加次数是否超过设定阈值，若超过阈值，则在烟雾模板中将该点对应位置设定为1，否则设定为0，其中窗口大小设定为30，即累加时间上连续的30帧三帧差结果。