專利名稱：智能視頻火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)及其報警參數(shù)的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及消防領(lǐng)域，尤其涉及一種智能視頻火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及一種
火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)中用到的報警參數(shù)的確定方法。
背景技術(shù)：
目前，在森林火災(zāi)監(jiān)測上主要采取三種形式，即地面巡護、了望臺了望和空中巡 護。 地面巡護是指由護林員、森林警察部隊、民兵護林小組，利用各種交通工具在各自 分管的責(zé)任區(qū)內(nèi)，按照不同的火險等級進行不同時間，不同密度的巡邏，發(fā)現(xiàn)火情及時報
告 了望臺監(jiān)測修建了望臺登高望遠監(jiān)測火情。 空中巡護主要是指飛機巡護監(jiān)測利用飛機沿一定的航線在林區(qū)上空巡邏，觀察 火情并及時報告基地。 另外，近年來新興了衛(wèi)星監(jiān)測林火技術(shù)，即在森林防火期，利用NOAA極軌氣象衛(wèi) 星的遙感器，接受地面的林火信息，傳輸?shù)浇邮照荆?jīng)專門處理形成林火監(jiān)測圖像，通過衛(wèi) 星監(jiān)測計算機網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)饺珖骷壣址阑鸩块T的林火監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)終端機，使森林防火各部 門對地面林火發(fā)生的蔓延進行監(jiān)測。
目前這幾種方式存在如下缺點 人員巡護和了望臺監(jiān)測有著明顯的缺點，過多的依賴于人的因素，消耗大量的人 力物力，卻不一定能及時的發(fā)現(xiàn)火情，無法保證做到二十四小時不間斷的及時的監(jiān)測。
飛機巡護監(jiān)測的成本過高，只能用于少數(shù)林區(qū)的臨時監(jiān)測，且易于受到天氣因素 的影響，不可能做到全天候全天時監(jiān)測。 衛(wèi)星監(jiān)測適用于大面積林區(qū)較大火情的監(jiān)測，但是對于林區(qū)內(nèi)的人類活動、生活 用火、微火(如煙頭)無法及時發(fā)出警戒信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不受氣候條件限制、二十四小時不間斷監(jiān)測、并且可
以監(jiān)測到細微火源的智能視頻火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，本發(fā)明還提供所述的智能視頻火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng) 中報警參數(shù)的確定方法。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
本發(fā)明智能視頻火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，包括 視頻采集模塊包括通過云臺安裝在被測地區(qū)的監(jiān)測點內(nèi)的紅外成像儀和安裝于 計算機中的視頻采集卡，所述紅外成像儀負(fù)責(zé)完成成像，所述視頻采集卡用于接收所述紅 外成像儀所成圖像； 紅外成像儀參數(shù)控制模塊負(fù)責(zé)對所述紅外成像儀的對比度和亮度進行設(shè)置，使 紅外成像儀所成的圖像清晰地反應(yīng)控制溫度范圍內(nèi)的物體，并設(shè)置報警灰度閾值；
云臺轉(zhuǎn)動控制模塊負(fù)責(zé)控制所述云臺定時轉(zhuǎn)動，帶動所述紅外成像儀指向不同 的方向進行探測； 報警模塊負(fù)責(zé)在出現(xiàn)險情時發(fā)出警報； 視頻分析模塊調(diào)用所述紅外成像儀參數(shù)控制模塊，對所述紅外成像儀的對比度 和亮度進行設(shè)置，并設(shè)置報警灰度閾值；拾獲所述視頻采集卡提供的每一幀數(shù)字視頻圖像， 進行逐幀的分析，在分析每一幀時，進行逐行逐像素的掃描，判斷是否含有灰度值超過所述 報警灰度閾值的像素，沒有超過所述報警灰度閾值的像素，則繼續(xù)進行視頻分析；如果有超 過報警灰度閾值的像素，調(diào)用所述報警模塊，發(fā)出警報；同時，調(diào)用云臺控制模塊，停止云臺 的轉(zhuǎn)動，使紅外成像儀聚集在發(fā)生火警的區(qū)域。 進一步，所述的報警模塊發(fā)出警報，包括將圖像中發(fā)生報警的像素以紅色提示框 進行提示，并且發(fā)出報警聲音。 進一步，本發(fā)明的系統(tǒng)還包括報警錄像模塊負(fù)責(zé)在出現(xiàn)險情時對出現(xiàn)險情的 地區(qū)進行錄像；當(dāng)所述視頻分析模塊發(fā)現(xiàn)有超過所述報警灰度閾值的像素時，所述報警錄 像模塊被所述視頻分析模塊調(diào)用進行報警錄像。 進一步，本發(fā)明的系統(tǒng)還包括錄像查詢模塊對報警錄像進行查詢，播放，以供工 作人員觀察回顧火災(zāi)發(fā)生時的現(xiàn)場情況。
本發(fā)明還提供所述報警灰度閾值的確定方法包括 第一步通過測得多個溫度及其對應(yīng)的像素灰度值，求出公式(1)中的轉(zhuǎn)換比例 和修正量。 溫度=像素灰度值X轉(zhuǎn)換比例+修正量 (1) 第二步將報警溫度代入公式(1)計算得到的像素灰度值即為報警灰度閾值。
本發(fā)明的有益效果如下 使用本發(fā)明的系統(tǒng)，可對監(jiān)測區(qū)域進行二十四小時不間斷檢測，逐像素的分析方 法可以監(jiān)測到細微火源，且成本小，不受氣候條件限制。


圖1為本發(fā)明智能視頻火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明系統(tǒng)的視頻分析模塊工作流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的智能視頻火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)基于紅外成像儀的火災(zāi)預(yù)警原理是紅外成像儀
利用物體的紅外輻射進行成像，紅外輻射的強弱反映了物體的溫度的高底，因此紅外成像
儀所成的灰度圖像可以用于測溫的目的。本發(fā)明主要通過判斷紅外成像儀采集到的圖像中
是否有灰度值超過報警灰度閾值像素的方法來判斷是否發(fā)生火災(zāi)，是否需要報警。 通過測量多個溫度及與其對應(yīng)的像素灰度值發(fā)現(xiàn)，溫度和像素灰度值成正比關(guān)
系，因此，所述報警灰度閾值通過如下方法得到 第一步通過測得多個溫度及其對應(yīng)的像素灰度值，求出公式(1)中的轉(zhuǎn)換比例 和修正量。 溫度=像素灰度值X轉(zhuǎn)換比例+修正量 (1)
第二步將報警溫度代入公式(1)計算得到的像素灰度值即為報警灰度閾值。
例如，如果在本發(fā)明的系統(tǒng)中灰度圖像的每一像素用8位表示，則灰度范圍為0 255，設(shè)置紅外成像儀的對比度和亮度，使紅外成像儀所成的灰度圖象能夠清晰的反應(yīng)溫度 為30度 120度的物體，通過實驗測量得到公式(1)中的修正量為30，轉(zhuǎn)換比例0. 35294， 那么，如果發(fā)生火災(zāi)的溫度標(biāo)準(zhǔn)定義為達到80度，則可以將報警灰度閾值設(shè)為141。
所述的視頻分析模塊還能夠顯示當(dāng)前圖像中某像素的溫度，通過如下方法實現(xiàn)
將像素的灰度值帶入公式(1)，求出溫度并顯示。 參見附圖l，為本發(fā)明的智能視頻火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，其中視頻分析模塊是本發(fā) 明系統(tǒng)的核心部分，視頻分析模塊通過調(diào)用紅外成像儀參數(shù)控制模塊可以對紅外成像儀的 對比度和亮度進行設(shè)置，使系統(tǒng)中的灰度范圍和控制溫度范圍相對應(yīng)，并設(shè)置報警灰度閾 值；工作時，視頻分析模塊接收來自視頻采集模塊的圖像，并進行分析，但出現(xiàn)火情需要報 警時，調(diào)用報警模塊，發(fā)出警報，同時調(diào)用報警錄像模塊，進行錄像，報警錄像模塊錄制的錄 像可以通過錄像查詢模塊進行查詢。 參見附圖2，為本發(fā)明的核心部分視頻分析模塊的工作流程，首先，調(diào)用云臺轉(zhuǎn)動
控制模塊控制云臺轉(zhuǎn)動到待測方位，然后，調(diào)用紅外成像儀參數(shù)控制模塊對紅外成像儀的
對比度和亮度進行設(shè)置，設(shè)置完成后獲取一幀圖像，并對所獲圖像進行逐像素掃描，判斷是
否有灰度超過報警灰度閾值的像素，如果有，則發(fā)出警報，如果沒有則繼續(xù)掃描，直到將本
幀圖像掃描完成，然后繼續(xù)獲取下一幀圖像并進行分析。 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明 在測試點比如說了望塔頂上安裝配有100mm鏡頭的紅外成像儀，此鏡頭的監(jiān)測范 圍可以覆蓋方圓一公里的林區(qū)面積，紅外成像儀的分辨率為320*240，對二百米內(nèi)煙頭大小 的火點和一公里處平底鍋大小的火點能夠準(zhǔn)確分辨，白天、夜晚、雨、雪、霧天對成像質(zhì)量沒 有影響，因此可以達到全天候全天時的監(jiān)控目的。 紅外成像儀的視頻信號輸出傳至監(jiān)控室的計算機，由視頻采集卡接收，傳遞給本 發(fā)明的智能視頻火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的視頻分析模塊。 視頻分析模塊對收到的圖像逐幀進行分析，當(dāng)視頻畫面中的某些像素灰度值超 141，即觸發(fā)報警，將這些超過報警灰度閾值的像素以紅框標(biāo)示出來，表示發(fā)生火災(zāi)的位置。
權(quán)利要求
智能視頻火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于包括視頻采集模塊包括通過云臺安裝在被測地區(qū)的監(jiān)測點內(nèi)的紅外成像儀和安裝于計算機中的視頻采集卡，所述紅外成像儀負(fù)責(zé)完成成像，所述視頻采集卡用于接收所述紅外成像儀所成圖像；紅外成像儀參數(shù)控制模塊負(fù)責(zé)對所述紅外成像儀的對比度和亮度進行設(shè)置，使紅外成像儀所成的圖像清晰地反應(yīng)控制溫度范圍內(nèi)的物體，并設(shè)置報警灰度閾值；云臺轉(zhuǎn)動控制模塊負(fù)責(zé)控制所述云臺定時轉(zhuǎn)動，帶動所述紅外成像儀指向不同的方向進行探測；報警模塊負(fù)責(zé)在出現(xiàn)險情時發(fā)出警報；視頻分析模塊調(diào)用所述紅外成像儀參數(shù)控制模塊，對所述紅外成像儀的對比度和亮度進行設(shè)置，并設(shè)置報警灰度閾值；拾獲所述視頻采集卡提供的每一幀數(shù)字視頻圖像，進行逐幀的分析，在分析每一幀時，進行逐行逐像素的掃描，判斷是否含有灰度值超過所述報警灰度閾值的像素，沒有超過所述報警灰度閾值的像素，則繼續(xù)進行視頻分析；如果有超過報警灰度閾值的像素，調(diào)用所述報警模塊，發(fā)出警報；同時，調(diào)用云臺控制模塊，停止云臺的轉(zhuǎn)動，使紅外成像儀聚集在發(fā)生火警的區(qū)域。
2. 權(quán)利要求l所述的智能視頻火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述的報警模塊發(fā)出警報， 包括將圖像中發(fā)生報警的像素以紅色提示框進行提示，并且發(fā)出報警聲音。
3. 權(quán)利要求1所述的智能視頻火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述的智能視頻火災(zāi)預(yù) 警系統(tǒng)還包括報警錄像模塊當(dāng)所述視頻分析模塊發(fā)現(xiàn)有超過所述報警灰度閾值的像素 時，所述報警錄像模塊被所述視頻分析模塊調(diào)用進行報警錄像。
4. 權(quán)利要求3所述的智能視頻火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述的智能視頻火災(zāi)預(yù)警 系統(tǒng)還包括還包括錄像查詢模塊對所述報警錄像進行查詢，播放。
5. 權(quán)利要求1所述的智能視頻火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于在所述的視頻分析模塊中 顯示當(dāng)前圖像中某像素的溫度將像素的灰度值帶入公式(l)，求出溫度并顯示。溫度=像素灰度值X轉(zhuǎn)換比例+修正量 (1)
6. 權(quán)利要求1所述的報警灰度閾值的確定方法，其特征在于包括第一步通過測得多個溫度及其對應(yīng)的像素灰度值，求出公式(1)中的轉(zhuǎn)換比例和修正量。第二步將報警溫度代入公式(1)計算得到的像素灰度值即為報警灰度閾值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能視頻火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)及報警參數(shù)的確定方法，克服了目前火災(zāi)預(yù)警領(lǐng)域中現(xiàn)有預(yù)警方法要么耗費大的人力物力、成本高，要么受氣候影響大的缺點，本發(fā)明的報警系統(tǒng)不僅能夠24小時進行監(jiān)控而且能檢測到細微火源。本發(fā)明的系統(tǒng)主要是利用紅外成像儀參數(shù)控制模塊設(shè)置報警灰度閾值，并利用視頻分析模塊逐幀逐像素分析從視頻采集模塊收到的圖像，發(fā)現(xiàn)有超過所述報警灰度閾值的像素則通過報警模塊發(fā)出警報。所述的報警灰度閾值通過公式(1)計算得到溫度＝像素灰度值×轉(zhuǎn)換比例+修正量 (1)。
文檔編號H04N5/232GK101719300SQ20091022404
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者杜越洋 申請人:航天海鷹安全技術(shù)工程有限公司