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申请/专利权人：营口世纪电子仪器股份有限公司

摘要：本发明公开了一种基于运动历史图像的早期火灾烟雾检测方法，属于火灾监测及报警技术领域。为解决火灾预警在准确性、可靠性和实时性方面存在缺陷的问题，通过烟雾特征提取以及烟雾运动分析可以提高烟雾对火灾预测的准确性，通过分析运动模式和烟雾特征，能够准确识别火灾烟雾，通过采集图像序列提高了预警的实时性，连续采集图像序列并进行实时分析，能够及时发现火灾烟雾，可靠性高，通过对烟雾运动历史图像进行分析，能够避免传感器误报和漏报的问题，同时适用范围广，通过烟雾运动分析以及火灾烟雾检测可以根据不同的监控场景结合不同的影响因素，使得适用于各种场景，如建筑物内部或者一些室外场景中。

主权项：1.一种基于运动历史图像的早期火灾烟雾检测方法，其特征在于，包括如下步骤：监控设备布设，在监控区域布设监控设备，所述监控设备为监控摄像头；采集图像序列，使用多个监控摄像头在监控区域实现全方位监控，连续采集图像序列；图像区域分析，对图像序列进行图像区域分析，识别可能存在的异常烟雾运动；烟雾特征提取，针对可能存在的异常烟雾运动，提取烟雾特征，所述烟雾特征包括烟雾的颜色、形状以及运动模式；烟雾运动分析，基于烟雾特征对烟雾的运动趋势进行分析；火灾烟雾检测，根据提取的烟雾特征，使用多种分类器进行多级分类对图像序列进行火灾烟雾检测，判断火灾地点区域；火灾烟雾报警，在检测到火灾烟雾时，发出报警信号，用声音、灯光、短信多种方式进行报警通知相关人员采取防控措施；其中，火灾烟雾检测具体还包括如下步骤：基于烟雾的运动路径对火灾发生点进行确定；基于火灾发生点以及烟雾的运动路径对火灾蔓延路径以及火势情况进行分析；其中，基于烟雾的运动路径对火灾发生点进行确定，包括：获取得到的烟雾的运动路径，并对烟雾的运动路径进行结构分析，得到烟雾的运动路径的树结构特征；基于树结构特征将运动路径进行离散化处理，得到运动路径在不同时刻的离散运动轨迹，并基于离散运动轨迹确定烟雾不同时刻下的相对位置偏移量；构建直角坐标系，并基于相对位置偏移量将不同时刻的离散运动路径映射至直角坐标系，且基于映射结果和树结构特征确定不同方向的烟雾的运动路径的聚集点；将烟雾的运动路径的聚集点判定为候选火灾发生点集合，并基于烟雾的扩散流动速度及流动方向分别确定候选火灾发生点集合中各候选火灾发生点的运动趋势；基于运动趋势以及烟雾的流动方向的反方向对烟雾的运动路径的聚集点进行溯源，并基于溯源结果得到烟雾的运动路径的聚集点源；基于提取到的烟雾特征以及预设火灾发生点评价指标对聚集点源进行分析，得到聚集点源的置信度，并当置信度在预设阈值区间时，将聚集点源判定为火灾发生点；提取火灾发生点对应的帧图像，并对帧图像进行预处理，确定火灾发生点处明火的边缘轮廓，且提取边缘轮廓内的像素特征值；基于像素特征值确定明火以及烟雾的色彩饱和度阈值，并将明火以及烟雾的色彩饱和度阈值分别与预设参考列表进行匹配，得到第一火势评估参数和第二火势评估参数；基于明火以及烟雾对火势的影响权重对第一火势评估参数和第二火势评估参数进行加权平均处理，并基于加权评估处理结果得到火灾发生点当前的火势情况；其中，在检测到火灾烟雾时，发出报警信号，包括：对图像序列进行读取，确定图像序列中烟雾的分布区域；对烟雾的分布区域对应的像素点进行读取，确定烟雾的分布区域中像素点的颜色分布特征；根据像素点的颜色分布特征将烟雾的分布区域进行拆分，获得m个子分布区域，同时，将每个子分布区域根据预设单位进行拆分，获得子分布区域对应的n个区域块；调取颜色-浓度估计表，并将子分布区域对应的n个区域块在颜色浓度估计表中进行匹配，确定在子分布区域对应的n个区域块中单位面积对应的烟雾浓度估计值；在子分布区域对应的n个区域块中单位面积对应的烟雾浓度估计值，计算火灾烟雾的浓度值； 其中，C表示火灾烟雾的浓度值；j表示子分布区域的序号值；m表示子分布区域的总个数；表示第j个子分布区域的区域体积；i表示对子分布区域根据预设单位进行拆分后区域块的序号值；n表示区域块的总个数；s表示区域块的面积；hi表示第i个区域块对应的高度值；cij表示在第j个子分布区域中第i个区域块的烟雾浓度估计值；ρ表示误差因子，且取值范围为0.01，0.02；π表示常数，为3.14；获取预设火灾烟雾浓度报警阈值区间[a，b]，并将火灾烟雾的浓度值C与预设火灾烟雾浓度报警阈值区间[a，b]进行比较；基于比较结果确定发出报警信号的报警时长；其中，当C≤a时，则发出报警信号的报警时长为0，且a表示预设火灾烟雾浓度报警阈值区间的下限阈值；当aC≤b时，则发出报警信号的报警时长为第一预设时长，且b表示元素和火灾烟雾浓度报警阈值区间的上限阈值；当Cb时，则发出报警信号的报警时长为第二预设时长，且第一预设时长小于第二预设时长。

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