一種感煙火災探測器圖像處理系統的制作方法

本發明涉及火災探測器，特別是一種感煙火災探測器圖像處理系統。

背景技術：

1、消防安全內容涵蓋很多方面，主要包括火災預防、火場逃生、火災應急處理以及消防器材的正確使用，消防中常見的預防措施有火災探測器，火災探測器通過檢測火災發生前后的物理或化學變化來判斷是否有火災發生。具體來說，常見的火災探測器類型包括：熱探測器、煙霧探測器、火焰探測器、吸氣式感煙火災探測器等。

2、無人基站、金融24小時營業廳、變配電站、地下管廊等無人值守場所的火災早期探測和快速確認成為其消防安全的一個痛點，傳統的火災探測器在此類場所中的應用存在局限性，無法提供直觀的火災現場信息用以火災確認，一旦延誤火災探測和確認，可能會帶來很大的損失。

技術實現思路

1、針對現有方法中存在的不足，本發明提供一種感煙火災探測器圖像處理系統，通過編碼方法對精確的火災圖像的識別結果進行壓縮和編碼，避免了整張圖片編碼，降低了傳輸數據量，提升了傳輸速度，為無人值守場所火災遠程快速確認提供一種技術手段。

2、為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

3、一種感煙火災探測器圖像處理系統，包括用于探測火災現場煙氣情況的感煙火災探測器，其特征在于，還包括采集模塊、處理模塊、識別模塊和編碼模塊，所述采集模塊設有用于采集背景圖像和火災圖像的攝像頭，采集模塊通過攝像頭按頻率采集未發生火災的背景圖像并生成背景圖像信息，采集模塊對背景圖像進行質量評估，將滿足圖像質量要求的背景圖像信息傳輸至處理模塊經過去噪處理后傳輸至識別模塊和電視頻監控中心保存；

4、當發生火災時，感煙火災探測器觸發攝像頭采集火災圖像并生成火災圖像信息，經過去噪處理后傳輸至識別模塊；

5、所述識別模塊包括特征提取單元和圖像對比單元，特征提取單元獲取火災圖像和背景圖像的特征，所述圖像對比單元將背景圖像與火災圖像特征進行對比，篩選出火災圖像和背景圖像有區別的部分，并將有區別的部分生成識別結果并傳輸至編碼模塊；所述編碼模塊通過圖像編碼方法將識別結果轉換為數字信號并傳輸至電視頻監控中心，電視頻監控中心接收數字信號對其進行解碼，與預存的背景圖像進行合成，得到最終輸出的火災圖像。

6、設置采集模塊采集背景圖像的攝像頭的拍攝頻率，攝像頭根據拍攝頻率拍攝背景圖像。

7、采集模塊生成火災圖像和背景圖像的圖像信息包括圖像的縱坐標值及像素值、橫坐標值及像素值、圖像數據。

8、所述采集模塊對背景圖像數據進行質量評估，包括如下步驟：

9、s1、設定信噪比閾值并計算背景圖像數據的均方根誤差；

10、

11、其中，α為背景圖像數據均方根誤差；m為背景圖像數據的縱坐標的像素值、n為背景圖像數據的橫坐標的像素值；c1為初始背景圖像數據或上一次采集并存儲的背景圖像數據；c2為本次采集的含噪聲的背景圖像數據；

12、s2、根據所述背景圖像數據的均方根誤差計算背景圖像數據的質量評估值；

13、

14、其中，γ為背景圖像數據的質量評估值；β為背景圖像數據的點顏色的最大數值；log為背景圖像數據的質量評估中的對數函數；

15、s3、將所述背景圖像數據的質量評估值γ與設定的信噪比閾值進行對比，當所述背景圖像數據的質量評估值γ小于設定的信噪比閾值時，不滿足圖像質量要求，攝像頭重新采集背景圖像，當所述背景圖像數據的質量評估值γ大于或等于設定的信噪比閾值時，滿足圖像質量要求，將圖像傳輸至識別模塊和電視頻監控中心保存。

16、所述特征提取單元對火災圖像和背景圖像的特征進行提取包括如下步驟：

17、q1、根據火災圖像數據或背景圖像數據計算火災圖像特征或背景圖像特征；

18、χ＝δη(χm，χn)

19、其中，χ為火災圖像特征或背景圖像特征；δ為高斯函數；χm為火災圖像或背景圖像的縱坐標值、χn為火災圖像或背景圖像的橫坐標值；

20、q2、根據火災圖像特征或背景圖像特征進行極值檢測，得到火災圖像特征或背景圖像特征的極值；

21、

22、其中，為火災圖像特征或背景圖像特征的極值；λ為高斯差異計算函數。

23、所述圖像對比單元篩選出火災圖像和背景圖像有區別的部分的計算公式如下；

24、

25、其中，μ為火災圖像的像素值統計次數；為背景圖像特征極值；為火災圖像極值；

26、當μ大于設定的火災像素閾值時，說明該現場出現了火災，此時篩選出與背景圖像有區別的部分，并附上標簽，標簽與背景圖像共同生成識別結果。

27、所述編碼模塊通過圖像編碼方法將識別結果轉換為數字信號并傳輸至電視頻監控中心，具體包括以下步驟：

28、t1、所述編碼模塊接收識別模塊傳輸的識別結果，將識別結果的火災圖像切割為多個區域圖塊；

29、t2、編碼模塊中設定的編碼器接收多個區域圖塊，并對每個區域圖塊分別賦上對應的圖塊紋理特征；

30、t3、對多個圖塊紋理特征進行維度合并，得到壓縮紋理特征集；

31、t4、編碼模塊中設定的轉換器對所述壓縮紋理特征集進行轉換，將所述壓縮紋理特征集的模擬信號轉換為數字信號，并將所述數字信號分別傳輸至所述輸電視頻監控中心。

32、所述電視頻監控中心接收數字信號對其進行解碼，得到最終輸出圖像，具體包括以下步驟：

33、l1、預設解碼器，通過解碼器將所述數字信號還原為原始的壓縮紋理特征集，根據壓縮紋理特征集，通過設定在編碼模塊中的編碼器中的查找表查找出與壓縮紋理特征集中每行紋理特征最鄰近的行特征，根據行特征獲得最鄰近查找結果集；

34、l2、對最鄰近查找結果集進行維度拆分，獲得與多個所述區域圖塊中的每個區域圖塊的圖塊紋理特征最鄰近的最鄰近紋理特征；

35、l3、將多個區域圖塊中的每個區域圖塊的最鄰近紋理特征輸入至當前解碼器中獲得多個最鄰近區域圖塊；

36、l4、將多個最鄰近區域圖塊進行拼接；

37、l5、根據圖像對比單元生成的標簽信息，將解碼拼接的圖像與背景圖像進行合成，生成最終火災圖像。

38、本發明具有以下有益效果及優點：

39、1.本發明通過設置采集模塊對背景圖像進行采集，并對背景圖像進行質量評估，將背景圖像質量評估值與設定的信噪比閾值進行對比，決定是否重新采集圖像作為背景圖像，從而保證背景圖像采集的準確性；

40、2.本發明通過設置特征提取單元使用高斯函數計算背景圖像和火災特征；圖像對比單元通過比較背景圖像與火災圖像特征極值，篩選出精確的火災圖像，提供直觀的火災現場信息；

41、3.本發明通過設置的解碼模塊，通過編碼方法對精確的火災圖像的識別結果進行壓縮和編碼，避免了整張圖片編碼，降低了傳輸數據量，提升了傳輸速度，為無人值守場所火災遠程快速確認提供一種技術手段。

技術特征：

1.一種感煙火災探測器圖像處理系統，包括用于探測火災現場煙氣情況的感煙火災探測器，其特征在于，還包括采集模塊、處理模塊、識別模塊和編碼模塊，所述采集模塊設有用于采集背景圖像和火災圖像的攝像頭，采集模塊通過攝像頭按頻率采集未發生火災的背景圖像并生成背景圖像信息，采集模塊對背景圖像進行質量評估，將滿足圖像質量要求的背景圖像信息傳輸至處理模塊，經過去噪處理后傳輸至識別模塊和電視頻監控中心保存；

2.根據權利要求1所述的一種感煙火災探測器圖像處理系統，其特征在于：設置采集模塊采集背景圖像的攝像頭的拍攝頻率，攝像頭根據拍攝頻率拍攝背景圖像。

3.根據權利要求1所述的一種感煙火災探測器圖像處理系統，其特征在于：采集模塊生成火災圖像和背景圖像的圖像信息包括圖像的縱坐標值及像素值、橫坐標值及像素值、圖像數據。

4.根據權利要求1所述的一種感煙火災探測器圖像處理系統，其特征在于：所述采集模塊對背景圖像數據進行質量評估，包括如下步驟：

5.根據權利要求1所述的一種感煙火災探測器圖像處理系統，其特征在于：所述特征提取單元對火災圖像和背景圖像的特征進行提取包括如下步驟：

6.根據權利要求5所述的一種感煙火災探測器圖像處理系統，其特征在于：所述圖像對比單元篩選出火災圖像和背景圖像有區別的部分的計算公式如下；

7.根據權利要求1所述的一種感煙火災探測器圖像處理系統，其特征在于：所述編碼模塊通過圖像編碼方法將識別結果轉換為數字信號并傳輸至電視頻監控中心，具體包括以下步驟：

8.根據權利要求1所述的一種感煙火災探測器圖像處理系統，其特征在于：所述電視頻監控中心接收數字信號對其進行解碼，得到最終輸出圖像，具體包括以下步驟：

技術總結
本發明涉及火災探測器技術領域，公開一種感煙火災探測器圖像處理系統，采集背景圖像和火災圖像并對背景圖像進行質量評估，篩選后經過去噪處理并傳輸至識別模塊和電視頻監控中心保存；特征提取單元獲取火災圖像和背景圖像的特征并經過圖像對比單元進行特征對比，篩選出火災圖像和背景圖像有區別的部分，生成識別結果并傳輸至編碼模塊；編碼模塊通過圖像編碼方法將識別結果轉換為數字信號并傳輸至電視頻監控中心，電視頻監控中心接收數字信號對其進行解碼，與預存的背景圖像合成得到最終輸出的火災圖像。本發明對精確的火災圖像的識別結果進行編碼，避免了大圖片編碼傳輸數據量大，提升了傳輸速度，為無人值守場所火災遠程快速確認提供手段。

技術研發人員：李立明,宋立巍,張曦,梅志斌
受保護的技術使用者：應急管理部沈陽消防研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/3/13