火焰檢測技術(shù)

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1、火焰檢測火焰有著與眾不同的特征，他的顏色、溫度、形狀以及跳動的形式都可以作為識別的依據(jù)。下面，我們將從火焰的靜態(tài)特征和動態(tài)特征兩方面入手進(jìn)行火焰識別。靜態(tài)特征（顏色與形狀）首先，火焰有著與眾不同的顏色特征。描述其顏色的模型有很多，圖7就是其中一種，它可以由RGB空間經(jīng)過簡單比較計(jì)算得到。圖7火焰顏色分布圖由上圖，任何RGB圖像中只要滿足R>=G且G>B的顏色都可以看作是火焰。圖8中顯示了由該模型對各種火焰的檢測結(jié)果。雖然這種模型的誤報會很多，但可以作為最初始的篩選手段排除掉最不可能是火焰的物體。圖8火焰圖片（上行）及相應(yīng)顏色檢測結(jié)果（下行）火焰的外形也是用來識別的重要特征。

2、一種模型是采用嵌套式輪廓模型。它默認(rèn)火焰存在一個或幾個燃燒點(diǎn)，火焰從這些燃燒點(diǎn)一層層的向外擴(kuò)散。越到外層的地方其形狀的可邊度越大，而且是連續(xù)的。圖9展示了一個燃燒點(diǎn)的火焰模型，它由三層火焰輪廓組成，對于其右側(cè)圖10中的火焰經(jīng)過該模型捕捉得到圖11結(jié)果。圖9火焰模型圖10火焰圖片圖11符合模型的火焰動態(tài)特征（頻率）火焰是跳躍著的，或者說是移動變化著的。初看起來沒有什么規(guī)律，其實(shí)，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，火焰的外焰部分的運(yùn)動存在一定頻率。從圖12中紅色標(biāo)出的火焰外焰部分來看，這些像素點(diǎn)在經(jīng)歷著有火焰和無火焰兩種狀態(tài)的切換，這個切換的頻率經(jīng)過計(jì)算是10HZ。這樣，我們通過捕捉這個10赫茲的特

3、征可以進(jìn)一步確認(rèn)是否有火焰的存在。圖12火焰外焰部分圖13外焰運(yùn)動存在一定頻率除此之外，火焰的運(yùn)動是有能量變化的。燃燒的物理變化和化學(xué)變化造成了火焰能量的不均衡分布。這點(diǎn)可以作為區(qū)分火焰與其他顏色相似運(yùn)動物體的特征。圖14中紅色衣服上被黑色邊框劃出的區(qū)域能量變化在其右側(cè)顯示，可見衣服的能量分布是均勻的（顯示為均一灰色，沒有亮暗變化）。與之對比，火焰的能量變化就顯得非常不均勻，在能量分布圖上看得到明顯的亮暗變化。圖14與火焰顏色接近圖案的能量分布圖15火焰的能量分布煙霧檢測煙霧的特征和火焰有著明顯的不同，無論是靜態(tài)的還是動態(tài)的。這樣使得我們可以將其與火焰識別分開處理。靜態(tài)特征

4、（外形與對比度）煙霧在顏色上沒有像火焰樣存在明顯的分布，而且顏色與煙霧的濃度有直接關(guān)系。淡淡的煙是半透明的，可以看到其后面的物體，而濃煙是灰黑的，完全擋住了后面的事物。這樣，單獨(dú)考慮煙霧的顏色便無法描述它的特征。然而，無論煙霧濃淡，它都會使后面的事物變得模糊，甚至被完全遮擋。我們可以通過像素的對比度變化判斷煙霧的有無。圖16顯示了通過對比度變化檢測煙霧的結(jié)果。圖16煙霧（上行）及通過對比度變化檢測結(jié)果（下行）動態(tài)特征（擴(kuò)散）煙霧的動態(tài)特征是煙霧區(qū)別于其他事物的重要特征。它具備以下特點(diǎn)：首先，煙霧以擴(kuò)散的形式變化，可以假想存在一個或幾個煙霧發(fā)生點(diǎn)，煙霧圍繞這些點(diǎn)擴(kuò)散開去（如圖

5、17和圖18所示）；其次，與火焰類似，煙霧的邊界變化也存在一個3Hz的頻率；再有，煙霧的輪廓是清晰畫面與被煙霧模糊畫面的交界；最后，煙霧的運(yùn)動是連續(xù)而且是非剛性的。這些特點(diǎn)決定了煙霧與行人，汽車等等前景運(yùn)動物體有本質(zhì)的不同。圖17煙霧及其輪廓圖18擴(kuò)散的煙霧及其輪廓