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基于提升小波的图像型火灾检测技术

  • 简介:基于提升小波的图像型火灾检测技术摘 要基于视频监控的图像型火灾探测技术,可以实现现场监控和火灾探测双重功效,不需要单独加装图像采集单元,节省成本,避免重复投资。与传统火灾检测技术相比不受空间高度、气流速度等...
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[目录]
1  绪 论
2  火灾探测的原理与技术
3  提升小波与图像边缘检测
4  基于提升小波变换的图像型火灾检测算法
5  结 论

[摘要]
基于视频监控的图像型火灾探测技术,可以实现现场监控和火灾探测双重功效,不需要单独加装图像采集单元,节省成本,避免重复投资。与传统火灾检测技术相比不受空间高度、气流速度等环境条件的限制,抗干扰、实时性强、可靠性高,可有效减少误报漏报,及时实现早期火灾监测、报警,是一种非接触式、高智能、高灵敏的新兴火灾检测技术。该技术将成为火灾探测的新型有效的方法。
本论文分析了火灾探测原理和方法,提出了一种基于提升小波的图像型火灾检测算法。该算法首先提取实时采集的视频中相邻帧图像,将RGB帧图像转换为灰度图像,并采用空域处理法,增强图像的对比度,然后采用阈值分割法将目标从背景中分离出来。分割后的图像采用基于提升小波变换的边缘检测算法,获取图像的边缘信息。在此基础上,根据火灾火焰的面积变化规律、边缘变化规律和形体变化规律,构造火焰的面积判据、尖角判据和形状相似特性判据等,综合判别可以识别出早期火灾火焰图像。仿真实验证明,基于提升小波的图像型火灾检测方法对火灾的识别的准确性较高、鲁棒性较强。

[正文]
1  绪 论
1.1  选题的背景和意义
随着我国经济建设的快速发展,大型空间建筑(如大型厂房、仓库、体育馆、博物馆、大型展览馆、会议厅、大型商场、影剧院、候机厅等)越来越多,并在国民经济、社会生活中发挥着日益重要的作用。然而此类大型建筑物相对其他建筑具有跨度大、内部举架高等特点,传统型火灾探测器因发生火灾时产生的烟雾很难到达房间顶部或空间大受热障区域的影响而受到限制,无法及时进行早期火灾监测、报警。
视频监控的图像型火灾探测技术以计算机为核心,结合光电成像技术、计算机图像处理技术,具有非接触式探测、高智能、强灵敏的特征而不受空间高度、气流速度、热障、易爆、有毒等环境条件的限制,能够及时探测到早期的火焰和产生的烟雾,达到尽早疏散人员、保护人身财产安全,成为在室内大空间和室外开放大空间进行火灾探测的有效手段。
图像检测快速性的基础是视觉所接受的信息以光为传播媒介;而图像信息的丰富和直观,更为早期火灾的识别和判断奠定了基础。图像监测的关键器件像敏感元件通过光学镜头与外界发生间接接触,这种结构保证了图像监测技术既可以在较恶劣(多粉尘、高温度)的室内环境中使用,也可以在室外环境中使用。由此,图像监测技术在火灾探测中的地位和作用为:可在大空间、大面积的环境中使用;可用于多粉尘、高湿度的场所;可在室外环境中使用;可对火灾现象中的图像信息做出快速反应;可提供直观的火灾信息。图像型火灾探测技术不仅具有在室内大空间和室外开放空间探测火灾的能力,而且也可以通过分析火灾图像的早期特征达到火灾早期报警、早期防护的作用,即在烟雾产生初期就可以根据烟雾的早期图像,触发火警。图像型火灾探测技术已成为大空间及户外火灾探测需求的发展方向[1][2]。
1.2  火灾探测技术发展状况
随着人类文明的进步和科学技术的迅速发展,火灾防治已从被动的火灾扑救发展到主动的探测预防。1890年英国研制成功了第一个感温式火灾探测器,从此算起火灾自动探测报警技术的研究己经有了一百多年的历史。对火灾进行及时有效地监测报警,能为人员疏散争取充裕时间,实现早期灭火,进而达到保护生命健康、财产安全的目的。
......

[参考文献]
[1]王殊,窦征.火灾探测及其信号处理[M].广州:华中理工大学出版社,1998,2.
[2]沈海峰.图像通信与处理技术在林火监测中的应用研究[D].东北林业大学,2003,5.
[3]张进华,庄健.一种基于视频多特征融合的火焰识别算法[J].西安交通大学学报,2006(7):811~814.
[4]姜东海,王殊.分形编码技术在图像型火灾烟雾探测中的应用研究[J].长沙通信职业技术学院学报.2005(4):15~20.
[5]鲍其莲,张炎华等.模糊神经网络结构动态学习算法[J].上海交通大学学报,2000(11):1489~1491.
[6]范维澄,王清安等.火灾学简明教程[M].合肥:中国科技大学出版社.1995.
[7]姜文源.建筑灭火设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
[8]李辛夷.大空间建筑火灾数值模拟研究[D].重庆:重庆大学,2003,03.
[9]吴龙标,袁宏永.火灾探测与控制工程[M].合肥:中国科学技术大学出版社,1999.
[10]陈涛,袁宏永,范维澄.火灾探测技术研究的展望[J].火灾科学,2001(4):108~112.
[11]崔凯,曹榆.图像型火灾探测技术浅议[J].消防技术与产品信息,2005(4):30~32.
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[原文截取]
基于提升小波的图像型火灾检测技术
摘 要
基于视频监控的图像型火灾探测技术,可以实现现场监控和火灾探测双重功效,不需要单独加装图像采集单元,节省成本,避免重复投资。与传统火灾检测技术相比不受空间高度、气流速度等环境条件的限制,抗干扰、实时性强、可靠性高,可有效减少误报漏报,及时实现早期火灾监测、报警,是一种非接触式、高智能、高灵敏的新兴火灾检测技术。该技术将成为火灾探测的新型有效的方法。
本论文分析了火灾探测原理和方法,提出了一种基于提升小波的图像型火灾检测算法。该算法首先提取实时采集的视频中相邻帧图像,将RGB帧图像转换为灰度图像,并采用空域处理法,增强图像的对比度,然后采用阈值分割法将目标从背景中分离出来。分割后的图像采用基于提升小波变换的边缘检测算法,获取图像的边缘信息。在此基础上,根据火灾火焰的面积变化规律、边缘变化规律和形体变化规律,构造火焰的面积判据、尖角判据和形状相似特性判据等,综合判别可以识别出早期火灾火焰图像。仿真实验证明,基于提升小波的图像型火灾检测方法对火灾的识别的准确性较高、鲁棒性较强。
关 键 词:火灾探测;视频图像;图像处理;边缘检测;提升小波
论文类型:应.....
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