[发明专利]一种基于视频烟雾检测的装置与方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域，尤其是涉及应用于视频监控领域的早期烟雾检测。

 

背景技术

火灾的预防和探测一直是人们所关注的重点。而火灾发生时，更早出现的现象是烟雾。因此，对于烟雾的检测显得更加的重要。目前大多所采用的检测手段分为：感烟探测器和视频监控。

各种感烟型探测器需要烟雾达到一定浓度且到达探测器一定范围内，才能进行有效报警，面对高大空旷场所时，此种探测器显得作用不足。而随着现代社会的高速发展，高大型建筑物日益增多。一旦发生火灾，此种探测器发出报警时，已经造成很大损失，失去了原有探测的作用和目的。

而对于普通的视频监控需要大量的人员才能进行全方位、全天候的实时监控。此种方案更是难以实施。一是需要大量人员才能对众多视频进行实时观察；二是监控人员不可能全天候精力集中。

 

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于视频烟雾检测的装置与方法。本发明能够在烟雾形成早期快速有效的给出报警。

为了达到上述目的，本发明提出一种基于视频烟雾检测的装置，该烟雾检测的装置包括：

视频图像获取单元，利用摄像头实时采集监控区域的图像。

求取前景单元，对视频图像获取单元中获取的视频利用三帧差法求取前景。

去噪单元，利用开运算操作将求取的前景做去噪处理，消除细微噪点。

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，最终作为疑似烟雾的检测结果。

区域连接单元，对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。

梯度计算单元，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。

伪烟雾排除单元，根据前两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。

特征匹配单元，将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。

判断报警单元，根据匹配帧数和阈值关系判断是否报警。

按照本发明的另一个方面，提供了一种基于视频烟雾检测的方法，该方法包括步骤：

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，规定一个固定长度的窗口对第三步骤中去噪后的前景进行累加，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。

 

附图说明

本发明共有附图六张：

图1示出了按照本发明的基于视频烟雾检测装置的示意框图；

图2示出了按照本发明的基于视频烟雾检测装置的求取前景单元的示意框图；

图3示出了按照本发明的基于视频烟雾检测装置的前景累加单元的示意框图；

图4示出了按照本发明的基于视频烟雾检测方法的整体流程图；

图5示出了按照本发明的基于视频烟雾检测方法的第一步流程图；

图6示出了按照本发明的基于视频烟雾检测方法的第四步流程图。

 

具体实施方式

下面参照附图并结合具体实例来对本发明进行详细说明。应指出的是，所描述的实例仅是为了便于对本发明的理解，并不因此而限定本发明的保护范围。

图1示出了按照本发明的基于视频的烟雾检测装置的示意框图。以下所述装置各单元都可单独通过微处理器来实现，但为节约成本也可以利用一个具有高性能CPU的处理器来实现。如图1所示，按照本发明的基于视频的烟雾检测装置包括：