[实用新型]一种人体特征红外消防探测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种红外探测仪器，尤其是采用红外专用技术用于消防的一种探测装置。

背景技术

红外热成像技术具有操作简单有效、探测距离远不受电磁干扰、可在夜晚烟雾雨雪等恶劣环境使用等优点，但是由于消防领域的应用环境背景噪声复杂，多是高温、高湿和浓烟环境，在实际测量时,红外热成像测量精度会受被测物体表面的发射率、反射率、背景辐射、大气衰减、测量距离、环境温度、探测器灵敏度、噪声特征等因素的影响。通过红外热像仪迅速、准确、及时的捕捉寻找锁定被困人员、火源和危险源，仍有许多亟需解决的关键技术。

公元1800年，英国天文学家Friedrich Wilhelm Herschel发现了红外线，红外线是一种电磁波，位于可见光红光外端。在绝对零度(-273℃)以上的物体都辐射红外能量，其中包括波长0.7:1000μm的红外光波，红外光波具有很高的温度效应,这是红外热像技术的基础。从上世纪70年代至今，随着热成像系统和电荷耦合器件被成功应用，红外探测器技术的不断发展，以AGA、FLIR为红外热成像先进技术代表，先后形成了Agema ThermoVision750、FLIR Inframetrics Model 600、Agema ThermoVision 470、FLIR SC300、FLIR 600等红外热成像系统。红外热像技术早期应用于军事领域，随着世界经济的快速发展、红外技术的快速进步和产品成本的不断下降，在民用领域也取得了广泛应用。

消防领域是世界发达国家红外热像仪的最大民用市场，据不完全统计，目前全球有大约500万消防人员，如果每辆消防车辆配备一台热像仪，市场总量将达到20万台^[1]。2011年10月1日实施的《城市消防站建设标准》建标152-2011，是由中华人民共和国公安部主编，中华人民共和国住房和城乡建设部和中华人民共和国国家发展和改革委员会批准，侦检类消防用红外热像仪的普通消防站抢险救援器材配备标准是1台，性能符合《消防用红外热像仪》GA/T635的要求，实现黑暗、浓烟环境中人员搜救或火源寻找^[2]。根据各地消防发展规划，未来全国范围内消防站数量将超万座，以广州市和上海市为例，根据广州市消防部门2015年公开的数据，全市有72座消防站，规划2020年布局312座^[3]；根据上海市消防“十二五”规划，到2015年底，全市公共消防站达到150个左右。

从1970年到2017年具有代表性的红外热成像系统，体积、重量、热灵敏度和分辨率是相对关键的技术参数，如图所示的改良率变化曲线，体积、重量和热灵敏度的改良率呈下降趋势，图像分辨率却呈现显著提高趋势，而且未来将具有更加广阔的发展空间。虽然红外热成像技术具有操作简单有效、探测距离远不受电磁干扰、可在夜晚烟雾雨雪等恶劣环境使用等优点，但是由于红外热像仪是窄带光谱辐射测温系统，使用其进行温度测量时所测得的物体表面温度，不是直接测量得到的，而是以测到的辐射能计算出来的。因此,实际测量时,测量精度受被测表面的发射率和反射率、背景辐射、大气衰减、测量距离、环境温度、探测器灵敏度、噪声特征等因素的影响^[6]。消防领域的应用环境背景噪声复杂，多是高温、高湿及浓烟环境，如何通过红外热像仪来迅速准确的找到被困人员或火源，仍有许多亟需解决的关键技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种在高温、高湿及浓烟环境中迅速准确的找到被困人员或火源的红外热像仪。

本实用新型的目的由如下技术方案实现。

一种人体特征红外消防探测仪，其特征在于所述探测仪包括：火情探测模块、人像探测模块、对比模块和显示模块；

所述火情探测模块采用连通区域面积阈值化Ostu算法；

所述人像探测模块采用梯度直方图特征HOG算法；

将所述火情探测模块和所述人像探测模块探测获得值与预设值对比，显示火情大小，显示人员生命体征。

进一步，所述连通区域面积阈值化Ostu算法，对像素进行划分，使类内差别最小确定分割阈，用Ostu算法确定的阈值进行二值化处理，在图像中得到一块块连通的区域，这些区域有的是物体部分，有的是噪声，把每一个连通的白色区域看作是一个集合，再对每一个集合进行分析，消除噪声，得到物体的轮廓。

进一步，所述梯度直方图特征HOG算法，对人体目标信息和运动信息形成特征集，用块对样本图像进行扫描，扫描步长为一个单元，将所有块的特征串联得到人体的特征。

火灾图像提取