[发明专利]一种基于机器视觉的森林防火预警系统及其方法

摘要

本发明公开了一种基于机器视觉的森林防火预警系统及其方法，本发明的森林防火预警系统，包括采集端和主要由运动目标前景检测模块、火焰特征提取模块、火焰追踪与识别模块、报警模块构成的监控平台来实现对森林区域进行24小时不间断的火灾灾情的监控，并能准确识别出火灾的发生和对火焰进行追踪，可通过监控平台及时发出火灾预警信号，使相关工作人员能够准确地做出救灾措施，实用性强。本发明在对视频图像进行检测时采用混合高斯背景模型来识别视频图像中是否出现运动的事物，建模算法完善、对视频中目标的提取有具有很好的表现，对火灾的识别率可以达到92％以上，能够显著提高火灾灾情发生的识别准确度。

主权项

1.一种基于机器视觉的森林防火预警系统，包括采集端和监控平台，所述采集端分布在待监测的林区现场，用于实时获取林区现场的视频图像并发送至监控平台上，所述监控平台通过无线通信模块与采集端连接，其特征在于：所述监控平台包括运动目标前景检测模块、图像预处理模块、火焰特征提取模块、火焰追踪与识别模块和报警模块，所述运动目标前景检测模块，接收采集端发来的视频图像，并首先通过集成在运动目标前景检测模块内的前景检测单元对视频图像进行检测：将视频图像中的当前帧画面设为前景图像，同时将当前帧的前一帧画面设为背景图像；然后构建背景模型，通过背景模型来判别输入的视频图像中是否出现了运动的事物：若前景图像与背景图像的像素点无帧差变化时，则更新背景图像；反之，若前景图像与背景图像的像素点产生帧差变化时视为视频中有运动物体，并将前景图像生成目标图像发送给火焰特征提取模块；所述火焰特征提取模块，先通过图像预处理模块将运动目标前景检测模块发来的目标图像进行图像处理，然后将目标图像由RGB空间图像转化成HSI颜色识别模型，通过计算出HSI颜色识别模型中的饱和度分量值S后判别该像素位置是否为火焰像素点，是则该图像像素点显示为白色并且提取特征，反之则显示为黑色；所述火焰追踪与识别模块根据HSI颜色识别模型识别出视频图像中存在火焰后，通过火焰特征提取模块不断提取火焰特征，并根据提取得到的火焰特征位置采用opencv视觉图像处理模块中的API绘制火焰轮廓，且对火焰轮廓进行定位跟踪查找，向报警模块发出火灾预警信号。