烟火检测系统设计方案.docx

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1、视频烟火自动检测系统设计 方 案1 / 9目 录一、系统概述3二、应用场合3三、火焰检测5四、烟雾检测7五、 检测流程9一、系统概述基于视频分析的室内外烟火自动检测系统的目的是能够实现无人值守的不连续 工作，自动觉察监控区域内的特别烟雾和火灾苗头，以最快、最正确的方式进展告警和帮助消防人员处理火灾危机，并最大限度的降低误报和漏报现象；同时还可查看现场实时图像，依据直观的画面直接指挥调度救火。该系统利用计算机视觉、人工智能以及闭路电视监控技术，通过视频图像来检测烟火。系统自动分析、识别视频图像内的火焰、烟雾，产生告警信息，在数秒内完成火灾探测及报警，大大缩短了火灾告警时间。该系统具有非接触式探测

2、的特点，不受空间高度、热障、易爆/有毒等环境条件的限制，使得该系统为室内大空间、室外以及传统探测手段失效的特别场所火灾探测供给了一种有效的解决途径。二、应用场合森林防火、煤矿、化工、石油加工厂、水利及核电站对林火、发电站的火灾，早期的烟火检测可以有效减免财产损失或者停机。视频烟火检测系统被成功安装于林火系统、涡轮机房、电池间、倾料间、压缩间等。大型客轮、轮渡轮船内的应用包括发动机舱、推动舱、涡轮舱、泵房以及其他设备间等。视频烟火检测系统已经被美国及英国海军成功应用到各种船只实现命令与把握同步。视频烟火检测系统在国外得到了格外广泛的应用，由于其技术特点，它格外适合于传统烟感无法应用的室内外空旷场

3、合，具体来说，可以分为以下几种：仓库、大型存储、集散中心这些场合的规模都很大，而且很空旷，同时单位面积上囤积货物比例很高，承受视频烟火检测系统可以在火灾发生的倪端即可产生报警，避开大的损失。商场商场一旦发生火灾，由于其所存物品的易燃性会使得火势快速集中，造成更大的损失。视频烟火监测系统被安装于空旷大厅上空不放过视野 内任何可疑现象。飞机机库飞机机库的价格与它所保护的物品飞机 的价格相比不值一提。机库火灾不仅造成上千万元的损失而且会进一步影响其相关联的效劳。视频烟火检测系统能够在昂贵的轻水泡沫被释放 前准时检测到烟火的存在并准时扑灭。体育场馆大型体育场馆的空间都格外大，等到传统烟火检测装置检测到

4、烟火的时候状况都已格外严峻。如何能够在火灾前期有效地发出报警是治理人 员急待解决的问题。承受视频烟火检测系统可以时刻监视空旷空间烟火状况，准时反映给相关人员。隧道、地铁隧道及地铁都是半封闭的环境，一旦火灾发 生，人员疏散是与时间的比赛。视频烟火检测系统可以在空旷无人区域准时觉察发生的火灾情 况，争取到更多的贵重时间。目前国内对上述场合的火灾监控还没有格外有效的方法，根本上还是承受传统的烟雾颗粒感应或者红外线、激光技术。传统烟雾颗粒感应系统需要烟雾颗粒进入传感器才能引起报警，红外及激光技术也需要烟雾遮挡才能引发报警。这些前提要求场合是相对封闭的空间。而室外场合像炼油厂、仓库等由于设备设施分散，空

5、气流淌大，传统烟火设备根本起不到作用，现在往往承受人员值守看管，造成治理本钱上升。视频烟火自动检测系统正式弥补传统火灾报警设备的缺乏，完全适应于室外场合， 而且可以远程供给实时视频，使得集中治理变为可能，具有格外宽阔的市场空间。三、火焰检测火焰有着与众不同的特征，他的颜色、温度、外形以及跳动的形式都可以作为识别的依据。下面，我们将从火焰的静态特征和动态特征两方面入手进展火焰识别。3.1 静态特征颜色与外形首先，火焰有着与众不同的颜色特征。描述其颜色的模型有很多，图7 就是其中一种，它可以由 RGB 空间经过简洁比较计算得到。图 7 火焰颜色分布图由上图，任何 RGB 图像中只要满足 R=G 且

6、 GB 的颜色都可以看作是火焰。图 8 中显示了由该模型对各种火焰的检测结果。虽然这种模型的误报会很多，但可以作为最初始的筛选手段排解掉最不行能是火焰的物体。图 8 火焰图片上行及相应颜色检测结果下行火焰的外形也是用来识别的重要特征。一种模型是承受嵌套式轮廓模型。它默认火焰存在一个或几个燃烧点，火焰从这些燃烧点一层层的向外集中。越到外层的地方其外形的可边度越大，而且是连续的。图 9 呈现了一个燃烧点的火焰模型，它由三层火焰轮廓组成，对于其右侧图 10 中的火焰经过该模型捕获得到图 11 结果。图 9 火焰模型图 10 火焰图片图 11 符合模型的火焰3.2 动态特征频率火焰是跳动着的，或者说是

7、移动变化着的。初看起来没有什么规律，其实，经争辩觉察，火焰的外焰局部的运动存在肯定频率。从图 12 中红色标出的火焰外焰局部来看， 这些像素点在经受着有火焰和无火焰两种状态的切换，这个切换的频率经过计算是10HZ。这样，我们通过捕获这个 10 赫兹的特征可以进一步确认是否有火焰的存在。图 12 火焰外焰局部图 13 外焰运动存在肯定频率除此之外，火焰的运动是有能量变化的。燃烧的物理变化和化学变化造成了火焰能量的不均衡分布。这点可以作为区分火焰与其他颜色相像运动物体的特征。图 14 中红色衣服上被黑色边框划出的区域能量变化在其右侧显示，可见衣服的能量分布是均匀的显示为均一灰色，没有亮暗变化。与之

8、比照，火焰的能量变化就显得格外不均匀， 在能量分布图上看得到明显的亮暗变化。图 14 与火焰颜色接近图案的能量分布图 15 火焰的能量分布四、烟雾检测烟雾的特征和火焰有着明显的不同，无论是静态的还是动态的。这样使得我们可以将其与火焰识别分开处理。4.1 静态特征外形与比照度烟雾在颜色上没有像火焰样存在明显的分布，而且颜色与烟雾的浓度有直接关系。淡淡的烟是半透亮的，可以看到其后面的物体，而浓烟是灰黑的，完全挡住了后面的事物。这样，单独考虑烟雾的颜色便无法描述它的特征。然而，无论烟雾浓淡，它都会使后面的事物变得模糊，甚至被完全遮挡。我们可以通过像素的比照度变化推断烟雾的有无。图 16 显示了通过比

9、照度变化检测烟雾的结果。图 16 烟雾上行及通过比照度变化检测结果下行4.2 动态特征集中烟雾的动态特征是烟雾区分于其他事物的重要特征。它具备以下特点：首先，烟雾以集中的形式变化，可以假想存在一个或几个烟雾发生点，烟雾围绕这些点集中开去如图 17 和图 18 所示；其次，与火焰类似，烟雾的边界变化也存在一个 3Hz 的频率；再有，烟雾的轮廓是清楚画面与被烟雾模糊画面的交界；最终，烟雾的运动是连续而且是非刚性的。这些特点打算了烟雾与行人，汽车等等前景运动物体有本质的不同。图 17 烟雾及其轮廓图 18 集中的烟雾及其轮廓五、 检测流程n 视频采集n 视频预处理n 火焰与烟雾特征提取n 火焰与烟雾特征识别六、具体参数效劳配置接入路数最大允许接入 8-12 路视频进展智能分析最大允许接入16-20 路视频进展智能分析CPU至强四核 E3-1271至强八核 E5-2630内存4G8G功能：完成一路输入视频火焰检测任务。相应时间小于 10s。适应于室内火灾包括打火机、蜡烛等火焰及室外火灾各种气、固、液体等的检测。最小火焰检测象素大小50。能够产生报警输出信号。可以外接其他红外或紫外火焰检测设备实现联动报警。可把握水炮等装置自动灭火。