[发明专利]一种基于可见光的火焰识别系统

权利要求书

1.一种基于可见光的火焰识别系统，包含视频输入模块、前端筛选器、光学特征流水线、火焰集管理器、火焰验证区和报告火警模块，其特征在于，所述视频输入模块采集图像并传输给前端筛选器，前端筛选器对每一帧图像，根据运动检测和火焰颜色区域选出标准大小的备选区域后将备选区域传输给光学特征流水线，光学特征流水线对每个备选区域提取深度特征，送给不同的识别器，进行识别，并将结果传输给火焰集管理器处理，火焰集管理器对已经发现的一组嫌疑火焰结构体做运动特征分析后传输给火焰验证器，火焰验证器对火焰集管理器报告的视频帧进行验证，最终传输给报告火警模块；

所述识别器包括中间区识别器、眼图识别器、火焰运动因子、火焰纹理识别器、深度神经网络识别器；所述中间区识别器的目标是识别火焰的中间区，是火焰最亮的部分，在很多视频图像中，呈现为白色，B、G、R三个分量的值都为最大值，中间区识别器先使用预先设定的阈值对输入图片做阈值过滤，产生一个掩码位图m，然后依次做如下操作：a、在位图m中寻找轮廓；b、对找到的轮廓按照轮廓包含的线段个数进行排序；c、对排名前N的轮廓，计算圆润度因子RoundyFactor和凹陷次数FoldCount；d、淘汰RoundyFactor小于配置阈值的轮廓；e、据FoldCount给出对层流火焰或者湍流火焰的预测。

2.根据权利要求1所述的一种基于可见光的火焰识别系统，其特征在于，所述前端筛选器首先使用运动检测算法检测出代表运动像素的掩码位图MaskM，再对输入图像做阈值过滤产生标记火焰像素的掩码位图MaskF，而后对MaskM和MaskF进行逻辑与操作，产生标志二者交集的MaskR，而后使用窗口扫描算法搜集出MaskR中的非0区域，产生一系列的感兴趣区域。

3.根据权利要求2所述的一种基于可见光的火焰识别系统，其特征在于，所述光学特征流水线的输入是根据前端筛选算法输出的感兴趣区域而截取的小图片，简称为bgrROI，光学流水线会为输入产生一个HSV格式的副本，称为hsvROI，再bgrROI和hsvROI会送给光学流水线，逐一经过流水线上的各个识别器。

4.根据权利要求3所述的一种基于可见光的火焰识别系统，其特征在于，所述识别器分为强识别器和弱识别器，强识别器具有排除功能，可以否决输入，弱识别器只对输入进行度量，给出度量结果，不具有否决能力。

5.根据权利要求1所述的一种基于可见光的火焰识别系统，其特征在于，所述眼图识别器用于识别层流火焰，眼图识别器先对HSV格式的ROI图片产生眼图，然后度量“眼睛”中心区的高度和宽度，然后根据打分公式计算出FED测试的分数，FED为眼图识别器（Flame EyeDiagram）。

6.根据权利要求1所述的一种基于可见光的火焰识别系统，其特征在于，所述火焰运动因子根据火焰的跳跃特征度量ROI输入图片，其计算过程如下：①根据中间区识别区输出的矩形位置产生描述火焰的矩形窗口；②在前端筛选器输出的MaskF位图中统计火焰矩形对应区域的非0像素个数MotionCounter；③FMF = MotionCounter /（W *H/3），其中W和H为火焰矩形窗口的宽和高，FMF为火焰运动因子（Flame Motion Factor）。

7.根据权利要求1所述的一种基于可见光的火焰识别系统，其特征在于，所述火焰纹理识别器根据火焰的分类产生三色纹理图片，火焰的分类是根据火焰不同区域的颜色和亮度差异，定义为高亮的中间区、与环境交接的外部区和介于以上二者之间的过渡区，然后先做逐行扫描，再做逐列扫描，检出以上三个区域及不同区域的颜色和亮度差异。

8.根据权利要求1所述的一种基于可见光的火焰识别系统，其特征在于，所述火焰集管理器基于火焰的运动特征，针对光学流水线筛选出的嫌焰火焰信息，计算火焰变形因子，火焰验证器用于根据用户配置的规则在更大的范围内验证火焰检测结果，进一步降低误报率。