毫米波图像分析方法、火灾监控方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种毫米波图像分析方法，包括步骤：采集监控区域的毫米波图像；对所述毫米波图像进行图像分割，得到二值图像；对所述二值图像进行区域填充；对所述的区域填充后的二值图像进行连通区域标记，得到最大连通区域，为可疑火灾区域；对所述可疑火灾区域进行火点判断，判断是否为将要发生火灾的区域。本发明专利技术提供一种火灾监控系统，包括：至少一被动毫米波成像系统，至少一视频成像系统，通讯模块、通讯网络以及监控服务器；所述被动毫米波成像系统采集监控区域的毫米波图像，并分析所述毫米波图像，判断存在将要发生火灾的区域，并产生报警信息，将所述报警信息发送给监控服务器；所述视频成像系统设置在监控区域，采集监控区域的视频图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种监控系统和方法，特别涉及基于毫米波图像识别和处理的火灾预 警、监测技术。
技术介绍
火灾是一种失去控制的燃烧所造成的灾害，燃烧过程的发生和发展必须预备三个 条件可燃物、氧化剂和温度。如果要防止火灾的发生，只需要破坏燃烧的三个基本条件中 的任意一个即可。一般情况下，可燃物(树木)和氧化物(空气)在森林环境中均具备，不 易控制。但是，温度在通常情况下是可以探测和控制的。要将火灾造成的损失降到最低，火灾科学中最关键的问题是火灾的探测与定位技 术。物体发生燃烧时物体自身的温度与时间曲线如图1所示，物体在通常状态到火灾 阶段一般分为四个阶段，即正常工作状态(AB)、温度升高阶段(BC)、燃烧初起阶段(CD)和 火灾阶段(DE)。在申请号为200710016778. 1，名称为“双波段图像识别火灾探测报警系统及其监 控方法”的专利文献中，公开了同时利用红外图像和彩色图像两种波段的视频信号，完成火 灾的探测与定位的系统与方法。将红外图像确定的异常区域与彩色图像中确定的视频区域 进行比对，如果一致则判定为火灾区域，可以准确定位火灾发生的位置与范围。但是，该文 献中公开的内容是根据火焰的颜色阈值进行比对，是在燃烧的起始阶段(BC)进行探测，此 时火灾已经发生，已经形成损失。在申请号为200810124425. 8，名称为“室外早期火灾多种特征综合识别方法”的 专利文献中，公开了利用火焰的红外图像识别火灾的方法，根据火焰的颜色分布、变化率特 征、面积增长特性、形体变化特征等多方面进行综合识别，以便准确判别。同样，该文献中公 开的内容也是在燃烧的起始阶段(BC)进行探测，此时火灾已经发生，已经形成损失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，解决现有的火灾报警探测系统是利用火焰的红外图像识别火 灾，在火灾发生后才产生报警信息，造成不必要的损失的技术问题。为达到上述目的，本专利技术提供一种毫米波图像分析方法，包括以下步骤步骤a，采集监控区域的毫米波图像；步骤b，对所述毫米波图像进行图像分割，得到二值图像；步骤c，对所述二值图像进行区域填充；步骤d，对所述的区域填充后的二值图像进行连通区域标记，得到最大连通区域， 所述最大连通区域为可疑火灾区域；步骤e，对所述可疑火灾区域进行火点判断，判断是否为将要发生火灾的区域。本专利技术还提供一种火灾监控方法，包括以下步骤步骤a，由被动毫米波成像系统实时采集监控区域的毫米波图像；步骤b，由毫米波图像处理模块判断所述的毫米波图像中是否存在将要发生火灾 的区域；如果是，则执行步骤c ；如果否则执行步骤a ；步骤c，控制模块将报警信息经由通讯网络发送给监控中心的监控服务器。本专利技术还提供一种火灾监控系统，包括至少一被动毫米波成像系统，至少一视频成像系统，通讯模块、通讯网络以及监控 服务器；所述被动毫米波成像系统设置在监控区域，采集监控区域的毫米波图像，并分析 所述毫米波图像，判断存在将要发生火灾的区域，并产生报警信息，通过所述通讯模块和所 述通讯网络将所述报警信息发送给监控服务器；所述视频成像系统设置在监控区域，采集监控区域的视频图像，通过所述通讯模 块和所述通讯网络将所述视频图像发送给监控服务器。本专利技术的有益效果在于，具有火灾预警和视频监控的双重优势。对监控区域的毫 米波图像进行分析，可判定将要发生火灾的范围，发出预警信息。同时，视频成像系统可以 提供监控区域现场的图像视频，显示将要发生火灾的具体位置。可以多种安装方式安装，监 视范围广，保护范围大，适合大范围林区、油田、油库、化工单位等防火重地的火灾预警和监 测。附图说明图1为可燃物从正常工作状态到燃烧阶段温度变化特性；图2为实施例一的火灾监控系统示意图；图3为实施例一的被动毫米波成像系统示意图；图4为实施例一的毫米波图像分析的流程图；图5为实施例一的火灾监控方法流程图；图6为实施例二的火灾监控系统示意图；图7为实施例二的毫米波图像分析的流程图；图8为实施例二的火灾监控方法流程图；图9为实施例三的火灾监控系统示意图；图10为实施例三的被动毫米波成像系统示意图；图11为实施例三的毫米波图像分析的流程图；图12为实施例三的火灾监控方法流程图。附图标记说明1-被动毫米波成像系统；11-接收天线；12-毫米波接收器；12’ _毫米波接收阵 列；13-数据采集模块；14-毫米波图像处理模块；15-控制模块；2-视频成像系统；3-通讯 模块；4-通讯网络；5-监控服务器；6-驱动装置。具体实施例方式对毫米波而言，草地、树木、植被、水泥地面、碎石等监控场地内监控目标的尺寸远 大于毫米波的波长，因此，监控场地内监控目标的亮度温度与监控目标表面的物理温度基本呈线性关系。本专利技术提供基于毫米波图像和可见光图像的火点预警和监控技术，能对监测场所 的物理温度进行实时监控，并在起火之前进行实时预警。被动毫米波成像系统利用毫米波 接收器接收地面或空中的物体及背景热辐射的能量，形成相应的辐射特性图像，即毫米波 图像。毫米波图像处理模块对所述的毫米波图像进行分析，判断是否存在可疑的起火区域， 如果存在，则报警。本专利技术可实现全天时全天候的无人值守不间断工作，自动对毫米波图像 分析，监测出场所内的异常温度区域并在起火之前报警。同时，防护人员可查看现场实时视 频图像，根据画面直接指挥调度救火。以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。图2所示为本专利技术实施例一的火灾监控系统的示意图。实施例一是将火灾监控系统应用于小范围监控区域的情况。实施例一的火灾监控系统由被动毫米波成像系统1、视频成像系统2、通讯模块3、 通讯网络4和监控服务器5组成。被动毫米波成像系统1和视频成像系统2设置在监控区域，通过通讯模块3和通 讯网络4与监控服务器5连接。被动毫米波成像系统1探测并接收监控区域的电磁辐射，把接收到的信号转换为 毫米波图像，对所述的毫米波图像进行识别，判断是否存在可疑火灾区域。当判断结果为存 在可疑火灾区域时，被动毫米波成像系统1经由通讯模块3和通讯网络4向监控服务器5 发送报警信息。视频成像系统2实时采集监控区域的图像信息，经由通讯模块3和通讯网络4向 监控服务器5传送监控区域的视频图像，提供视频监控。通讯模块3和通讯网络4可以有多种实现的方式，并不限定本专利技术的范围。通讯网络4可以为无线通讯网络，相应地，通讯模块3为GSM、CDMA、GPRS、WLAN调 制解调器。通讯网络4也可以为光纤通讯网络，相应地通讯模块3为光端机。通讯网络4也可以为计算机网络，相应地通讯模块3为网卡。图3所示为被动毫米波成像系统的示意图。被动毫米波成像系统1通过天线接收 监控区域辐射的毫米波，并把接收到的毫米波信号转换为毫米波图像。在本实施例中，被动 毫米波成像系统1由接收天线11、毫米波接收器12、数据采集模块13、毫米波图像处理模块 14和控制模块15构成。毫米波接收器12位于接收天线11的焦平面上，接收天线11探测监控区域的毫米 波，把收集到的监控区域的毫米波辐射能量聚焦于毫米波接收器12。毫米波接收器12将接 收到的信号转换成为数字信号。数据采集模块13对毫米波接收器12输出的数字信号进行采集并存储。毫米波图像处理模块14根据数据采集模块13得到的数字信号生成毫米波图像，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种毫米波图像分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤ａ，采集监控区域的毫米波图像；步骤ｂ，对所述毫米波图像进行图像分割，得到二值图像；步骤ｃ，对所述二值图像进行区域填充；步骤ｄ，对所述的区域填充后的二值图像进行连通区域标记，得到最大连通区域，所述最大连通区域为可疑火灾区域；步骤ｅ，对所述可疑火灾区域进行火点判断，判断是否为将要发生火灾的区域。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文萍，
申请(专利权)人：刘文萍，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]