一种基于视频的火焰检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种基于视频的火焰检测方法及装置，方法包括：计算目标视频帧的第一运动区域中每个像素点的运动幅度和运动方向；根据计算得到的运动幅度，计算所述第一运动区域中像素点的平均运动幅度；根据所述平均运动幅度、每个像素点的运动幅度和运动方向，确定每个方向区间内的有效像素点的数量；根据各个方向区间的有效像素点的数量，计算所述有效像素点的分散程度；根据所述分散程度，确定所述第一运动区域是否属于火焰区域，得到基于运动属性的检测结果。应用本发明专利技术实施例的技术方案，能够提高火焰检测结果的准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视频的火焰检测方法及装置
本专利技术涉及火灾探测
，特别是涉及一种基于视频的火焰检测方法及装置。
技术介绍
随着城市规模不断扩大和人口密度不断增加，火灾消防安全变得越来越重要。目前，通过视频监控系统来监控目标场所(如人员密集场所、仓储物流工作场所及高大建筑物内场所)，以获得目标场所的视频帧，结合计算机视觉技术可以识别监控区域内的火焰。这样就可以尽早发现目标场所产生的火焰，以使工作人员及时处理，避免重大火灾发生。针对视频帧通过计算机视觉技术识别火焰的视频火焰检测方法，主要是利用火焰的属性来检测的，例如，火焰的运动属性。火焰的运动杂乱随机，是火焰的一种比较具有代表性的属性，因此，火焰运动属性对于火焰的检测变得非常重要。针对基于火焰运动属性来检测火焰的方法，研究者们提出了许多描述火焰的运动描述子，例如：基于词袋模型的运动描述子。基于词袋模型的运动描述子的运动估计是使用SIFT(Scale-invariantfeaturetransform，尺度不变特征变换)匹配来计算运动信息的，但是在实际使用中，很难在运动区域上检测到SIFT关键点，致使火焰检测结果的准确率较低。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于视频的火焰检测方法及装置，以提高火焰检测结果的准确率。本专利技术实施例提供的一种基于视频的火焰检测方法及装置，具体技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供的一种基于视频的火焰检测方法，包括：计算目标视频帧的第一运动区域中每个像素点的运动幅度和运动方向，其中，所述第一运动区域为所述目标视频帧中的一个运动区域；根据计算得到的运动幅度，计算所述第一运动区域中像素点的平均运动幅度；根据所述平均运动幅度、每个像素点的运动幅度和运动方向，确定每个方向区间内的有效像素点的数量；其中，所述有效像素点为运动幅度大于所述平均运动幅度的像素点，所述方向区间是通过将方向空间均分成预设数量份获得的；根据各个方向区间的有效像素点的数量，计算所述有效像素点的分散程度；根据所述分散程度，确定所述第一运动区域是否属于火焰区域，得到基于运动属性的检测结果。可选的，所述根据所述分散程度，确定所述第一运动区域是否属于火焰区域，包括：判断所述分散程度是否在预设阈值区间内；如果在，确定所述第一运动区域属于火焰区域；如果不在，确定所述第一运动区域不属于火焰区域。可选的，根据各个方向区间的有效像素点的数量，计算所述有效像素点的分散程度，包括：根据各个方向区间的有效像素点的数量和所述第一运动区域的面积，计算所述有效像素点的分散程度。可选的，根据以下公式计算所述分散程度：其中，表示所述分散程度，t表示所述目标视频帧的帧号，i表示所述第一运动区域在所述目标视频帧的运动区域中的序号，k表示方向区间的序号，S表示所述预设数量，表示所述第一运动区域中位于第k个方向区间内的有效像素点的数量；表示所述第一运动区域在全部S个方向区间内的有效像素点的总数量，表示所述第一运动区域的面积。可选的，所述火焰检测方法还包括：确定所述目标视频帧的前一帧中与所述第一运动区域相对应的第二运动区域；提取所述第一运动区域中运动对象的轮廓，作为第一轮廓，并提取所述第二运动区域中运动对象的轮廓，作为第二轮廓；根据所述第一轮廓和所述第二轮廓，确定所述第一运动区域是否属于火焰区域，得到基于几何属性的检测结果；依据加权投票策略，对所述基于运动属性的检测结果和所述基于几何属性的检测结果进行融合，得到所述第一运动区域是否属于火焰区域的检测结果。可选的，所述根据所述第一轮廓和第二轮廓，确定所述第一运动区域是否属于火焰区域，得到基于几何属性的检测结果，包括：计算所述第一轮廓和所述第二轮廓之间的轮廓差；在满足以下条件的情况下，根据所述轮廓差，确定所述第一运动区域是否属于火焰区域，得到基于几何属性的检测结果：构成所述第一轮廓的各条线段的长度均小于所述第一运动区域的最大边缘，且构成所述第二轮廓的各条线段的长度均小于所述第二运动区域的最大边缘。可选的，所述火焰检测方法还包括：分别计算所述目标视频帧中像素点的Y分量的平均值、U分量的平均值、V分量的平均值，得到Y平均值、U平均值和V平均值；计算所述第一运动区域中像素点的U分量与V分量的差值的绝对值，得到UV差绝对值；在所述第一运动区域中的各个像素点均满足预设条件的情况下，基于颜色属性确定所述第一运动区域属于火焰区域，得到基于颜色属性的检测结果：其中，所述预设条件为：所述目标像素点的Y分量大于所述Y平均值；且所述目标像素点的U分量小于所述U平均值；且所述目标像素点的V分量大于所述V平均值；且所述目标像素点的R分量大于所述目标像素点的G分量；且所述目标像素点的G分量大于所述目标像素点的B分量；且所述目标像素点的UV差绝对值大于预设的UV差阈值；所述目标像素点为所述第一运动区域中的一个像素点；所述依据加权投票策略，对所述基于运动属性的检测结果和基于几何属性的检测结果进行融合，得到所述第一运动区域是否属于火焰区域的检测结果，包括：依据加权投票策略，对所述基于运动属性的检测结果、所述基于几何属性的检测结果和所述基于颜色属性的检测结果进行融合，得到所述第一运动区域是否属于火焰区域的检测结果。可选的，所述第一运动区域是通过形态学算法进行去噪处理后的运动区域；和/或，所述第二运动区域是通过形态学算法进行去噪处理后的运动区域。第二方面，本专利技术实施例提供的一种基于视频的火焰检测装置，包括：第一计算模块，用于计算目标视频帧的第一运动区域中每个像素点的运动幅度和运动方向，其中，所述第一运动区域为所述目标视频帧中的一个运动区域；第二计算模块，用于根据计算得到的运动幅度，计算所述第一运动区域中像素点的平均运动幅度；第一确定模块，用于根据所述平均运动幅度、每个像素点的运动幅度和运动方向，确定每个方向区间内的有效像素点的数量；其中，所述有效像素点为运动幅度大于所述平均运动幅度的像素点，所述方向区间是通过将方向空间均分成预设数量份获得的；第三计算模块，用于根据各个方向区间的有效像素点的数量，计算所述有效像素点的分散程度；第二确定模块，用于根据所述分散程度，确定所述第一运动区域是否属于火焰区域，得到基于运动属性的检测结果。可选的，所述火焰检测装置还包括：第三确定模块，用于确定所述目标视频帧的前一帧中与所述第一运动区域相对应的第二运动区域；第一提取模块，用于提取所述第一运动区域中运动对象的轮廓，作为第一轮廓；第二提取模块，用于提取所述第二运动区域中运动对象的轮廓，作为第二轮廓；第四确定模块，用于根据所述第一轮廓和所述第二轮廓，确定所述第一运动区域是否属于火焰区域，得到基于几何属性的检测结果；融合模块，用于依据加权投票策略，对所述基于运动属性的检测结果和所述基于几何属性的检测结果进行融合，得到所述第一运动区域是否属于火焰区域的检测结果。应用本专利技术实施例提供的技术方案，计算目标视频帧的第一运动区域中每个像素点的运动幅度和运动方向，计算第一运动区域中像素点的平均运动幅度，这样就获得了第一运动区域中全部像素点的运动信息。根据平均运动幅度、每个像素点的运动幅度和运动方向，确定每个方向区间内的有效像素点的数量；有效像素点的运动幅度是大于平均运动幅度的，这样的像素点更能代表第一运动区域中运动对象。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于视频的火焰检测方法，其特征在于，所述方法包括：计算目标视频帧的第一运动区域中每个像素点的运动幅度和运动方向，其中，所述第一运动区域为所述目标视频帧中的一个运动区域；根据计算得到的运动幅度，计算所述第一运动区域中像素点的平均运动幅度；根据所述平均运动幅度、每个像素点的运动幅度和运动方向，确定每个方向区间内的有效像素点的数量；其中，所述有效像素点为运动幅度大于所述平均运动幅度的像素点，所述方向区间是通过将方向空间均分成预设数量份获得的；根据各个方向区间的有效像素点的数量，计算所述有效像素点的分散程度；根据所述分散程度，确定所述第一运动区域是否属于火焰区域，得到基于运动属性的检测结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于视频的火焰检测方法，其特征在于，所述方法包括：计算目标视频帧的第一运动区域中每个像素点的运动幅度和运动方向，其中，所述第一运动区域为所述目标视频帧中的一个运动区域；根据计算得到的运动幅度，计算所述第一运动区域中像素点的平均运动幅度；根据所述平均运动幅度、每个像素点的运动幅度和运动方向，确定每个方向区间内的有效像素点的数量；其中，所述有效像素点为运动幅度大于所述平均运动幅度的像素点，所述方向区间是通过将方向空间均分成预设数量份获得的；根据各个方向区间的有效像素点的数量，计算所述有效像素点的分散程度；根据所述分散程度，确定所述第一运动区域是否属于火焰区域，得到基于运动属性的检测结果。2.根据权利要求1所述的火焰检测方法，其特征在于，所述根据所述分散程度，确定所述第一运动区域是否属于火焰区域，包括：判断所述分散程度是否在预设阈值区间内；如果在，确定所述第一运动区域属于火焰区域；如果不在，确定所述第一运动区域不属于火焰区域。3.根据权利要求1或2所述的火焰检测方法，其特征在于，根据各个方向区间的有效像素点的数量，计算所述有效像素点的分散程度，包括：根据各个方向区间的有效像素点的数量和所述第一运动区域的面积，计算所述有效像素点的分散程度。4.根据权利要求1或2所述的火焰检测方法，其特征在于，根据以下公式计算所述分散程度：其中，表示所述分散程度，t表示所述目标视频帧的帧号，i表示所述第一运动区域在所述目标视频帧的运动区域中的序号，k表示方向区间的序号，S表示所述预设数量，表示所述第一运动区域中位于第k个方向区间内的有效像素点的数量；表示所述第一运动区域在全部S个方向区间内的有效像素点的总数量，表示所述第一运动区域的面积。5.根据权利要求1所述的火焰检测方法，其特征在于，还包括：确定所述目标视频帧的前一帧中与所述第一运动区域相对应的第二运动区域；提取所述第一运动区域中运动对象的轮廓，作为第一轮廓，并提取所述第二运动区域中运动对象的轮廓，作为第二轮廓；根据所述第一轮廓和所述第二轮廓，确定所述第一运动区域是否属于火焰区域，得到基于几何属性的检测结果；依据加权投票策略，对所述基于运动属性的检测结果和所述基于几何属性的检测结果进行融合，得到所述第一运动区域是否属于火焰区域的检测结果。6.根据权利要求5所述的火焰检测方法，其特征在于，所述根据所述第一轮廓和第二轮廓，确定所述第一运动区域是否属于火焰区域，得到基于几何属性的检测结果，包括：计算所述第一轮廓和所述第二轮廓之间的轮廓差；在满足以下条件的情况下，根据所述轮廓差，确定所述第一运动区域是否属于火焰区域，得到基于几何属性的检测结果：构成所述第一轮廓的各条线段的长度均小于所述第一运动区域的最大边缘，且构成所述第二轮廓的各条线段的长度均...

【专利技术属性】
技术研发人员：马华东，刘武，傅慧源，李双群，王宇鹏，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11