紅外圖像型火災探測技術

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1、官洪運2009.4.7基于紅外圖像處理的火災監(jiān)控系統(tǒng)項目簡介火災是失控的燃燒，火災的危害不言而喻?；馂默F(xiàn)場實拍上海商學院宿舍區(qū)起火4名女大學生跳樓身亡火災現(xiàn)場實拍火災現(xiàn)場實拍火災現(xiàn)場實拍火災現(xiàn)場實拍森林大火實拍森林大火實拍森林大火實拍森林大火實拍第一條　任何單位和個人都有維護消防安全、保護消防設施、預防火災、報告火警的義務。任何單位和成年人都有參加有組織的滅火工作的義務。第二條　各級人民政府應當組織開展經(jīng)常性的消防宣傳教育，提高公民的消防安全意識。機關、團體、企業(yè)、事業(yè)等單位，應當加強對本單位人員的消防宣傳教育第三條　國家鼓勵、

2、支持消防科學研究和技術創(chuàng)新，推廣使用先進的消防和應急救援技術、設備；鼓勵、支持社會力量開展消防公益活動。對在消防工作中有突出貢獻的單位和個人，應當按照國家有關規(guī)定給予表彰和獎勵?！ぁぁぁぁぁ倚孪婪◣状笾匾獥l例針對傳統(tǒng)火災監(jiān)控系統(tǒng)存在的缺陷,本項目提出了一種基于雙目視覺的圖像處理的火災監(jiān)控系統(tǒng)。運用DirectShow進行抓圖，然后進行火災圖像處理算法處理，其結果與通過實驗得到的閾值相比較，判斷是否發(fā)生火災以及火災的等級。一旦發(fā)現(xiàn)火災隱患，則立即啟動語音報警、擴展的GSM電話報警以及遠程監(jiān)控。背景介紹隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，各

3、種高層的建筑群體不斷涌現(xiàn)，如體育館、博物館、大型展覽館、大型商場、影劇院、候機廳等大空間場所越來越多。而現(xiàn)有的火災探測技術在大空間場合的應用其問題就突顯出來。因此，研究一種新型快速、準確的火災早期探測并及時可靠報警的火災探測及預警系統(tǒng)，有著重要的實際意義?；馂奶綔y技術發(fā)展現(xiàn)狀目前國內(nèi)的火災自動報警技術主要是基于傳感器的檢測。傳感器用于對監(jiān)控現(xiàn)場的實時變化進行檢測，提取實時參數(shù)，其性能優(yōu)劣直接會影響火災自動報警的準確度和可靠性。傳統(tǒng)探測器如感煙、感溫、感光探測器，它們分別利用火焰的煙霧、溫度、光的特性來對火災進行探測。現(xiàn)有火災檢測技

4、術的缺陷火災危險的場所往往不能使用感煙、感溫傳感器，因為初期火的熱和煙難以到達空間很高的場所，如劇場、倉庫等，這類探測器因此難以滿足早期探測并預報此類建筑火災的要求。由于上述建筑的特殊性，普通的點型感煙、感溫火災探測報警系統(tǒng)無法迅速采集火災發(fā)出的煙溫變化信息。系統(tǒng)方案提出本系統(tǒng)提出了一種新型火災探測方法，即運用雙目視覺識別原理，在火災監(jiān)控地點,采集實時火災的圖像，獲取燃燒初期所發(fā)出的火災圖像進行圖像識別處理，由于只有特定波長的光波可以通過紅外攝像頭，因而基本消除了背景亮度和環(huán)境溫度等外界因素干擾。報警方式采用本地語音報警以及擴展的

5、GSM模塊自動電話報警，同時以GSM網(wǎng)絡和Internet實現(xiàn)遠程火情的監(jiān)視。系統(tǒng)可記錄報警信息，供給管理人員調(diào)用查看。系統(tǒng)總體框圖DirectShow介紹DirectShow是Microsoft公司推出的流媒體開發(fā)包，使用它可以在支持WDM驅(qū)動的各種監(jiān)控卡上采集數(shù)據(jù)，因此，使用DirectShow可以開發(fā)通用的視頻監(jiān)控程序。DirectShow支持ASF、MPGE、AVI、MP3、WAV等多種媒體格式，使得它很容易實現(xiàn)媒體數(shù)據(jù)的采集、回放。在開發(fā)視頻應用程序時，可以為視頻捕捉窗口設計一些回調(diào)函數(shù)，這樣，當視頻應用程序的某些狀態(tài)改

6、變時，可以在回調(diào)函數(shù)中進行處理。本系統(tǒng)通過回調(diào)函數(shù)，主要實現(xiàn)如下功能：當前一次拷貝到系統(tǒng)內(nèi)存中的圖像處理完成后，自動將采集下一次視頻圖像到內(nèi)存中。采集程序?qū)崿F(xiàn)圖像采集原理就是預先STDMETHODIMP設置一個緩存BufferCB，把攝像頭所拍攝到的圖像先讀取到緩沖區(qū)中，再拷貝到內(nèi)存，隨后SetEvent（）啟動調(diào)用處理圖像的線程函數(shù)進行處理。視頻采集與圖像捕捉流程火災初期紅外圖像的特征紅外圖像的灰度分布，實際上對應于火災和背景的溫度和發(fā)射率的分布。紅外圖像中最簡單的模型是二值圖像，即目標比近鄰背景暗和亮的兩種情況。雙波段原理及實

7、現(xiàn)紅外圖像反應的是某一溫度下光譜的輻射度。隨著火災溫度的變化,其發(fā)出的紅外光波長也在不斷變化,在圖中即峰值在不斷變化,這就使透過紅外濾光片的圖像像素值在不斷變化。在確定的溫度下，雖然距離改變，通過濾光片而得到的峰值兩側(cè)的像素值(圖中兩個陰影部分的面積)在變，但在圖中，兩個面積之比的比值總是小于1。若溫度下降，曲線右移，其比值仍然小于1，如果溫度升高，則曲線會向左偏移。此時兩圖所得到的像素值將會變大。但比值卻一直小于1。直到溫度增大到某個閾值，則兩個像素比值將會大于1。這就是雙波段原理，我們可以此用于火災的檢測。通過計算機分析圖像，

8、得到兩幅圖的像素值，像素值相比得到一個待判定的數(shù)值，再將其和給定的閾值相比較，如果大于閾值，則進行報警處理。像素比較A：面積變化對每幅圖片分別設置面積變化的閾值，設置面積變量areachange為后一時刻與前一時刻圖像像素的差值,如果兩幅圖片變量都