智能信息融合圖像型火災(zāi)探測(cè)器及探測(cè)信息融合方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種智能信息融合圖像型火災(zāi)探測(cè)器，包括外護(hù)罩、光學(xué)鏡頭及成像組件、視頻圖像及信息融合組件；光學(xué)鏡頭及成像組件與視頻圖像及信息融合組件相連，并且均設(shè)置于外護(hù)罩內(nèi)；光學(xué)鏡頭及成像組件將其攝入的圖像信息傳送至視頻圖像及信息融合組件，進(jìn)行信息融合計(jì)算，輸出探測(cè)結(jié)果。本發(fā)明同時(shí)還公開(kāi)了一種圖像型火災(zāi)探測(cè)器的探測(cè)信息融合方法；本發(fā)明的圖像型火災(zāi)探測(cè)器，具有較高的靈敏度，可實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的早期探測(cè)；具有良好的準(zhǔn)確性，誤報(bào)率極低，能穩(wěn)定可靠運(yùn)行，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性好；本發(fā)明的火災(zāi)探測(cè)器的探測(cè)信息融合方法以智能信息融合方法為基礎(chǔ)，可最大限度的降低誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象，有效提高圖像型火災(zāi)探測(cè)器的準(zhǔn)確性和可靠性。
【專利說(shuō)明】智能信息融合圖像型火災(zāi)探測(cè)器及探測(cè)信息融合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖像型火災(zāi)探測(cè)器，尤其是涉及一種與智能信息融合的圖像型火災(zāi)探測(cè)器及其探測(cè)信息融合方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的感煙感溫火災(zāi)探測(cè)技術(shù)存在一些難以解決的缺陷:探測(cè)器必須安裝在起火點(diǎn)附近，否則將無(wú)法有效的探測(cè)到災(zāi)害的發(fā)生；而且傳統(tǒng)火災(zāi)探測(cè)技術(shù)屬于接觸式的被動(dòng)方式，這種探測(cè)系統(tǒng)如果在高大空間(飛機(jī)庫(kù)、場(chǎng)館、大倉(cāng)庫(kù)等)、室外、隧道等，很難或無(wú)法進(jìn)行有效探測(cè)，因此這些場(chǎng)所的火災(zāi)探測(cè)始終是研究人員和消防人員的難題。
[0003]圖像火災(zāi)探測(cè)技術(shù)與圖像型火災(zāi)探測(cè)器，可以有效的綜合煙霧、火焰的圖像特征，提供直觀的火災(zāi)信息，因而適用于高大空間場(chǎng)所；還可以在室外環(huán)境中使用，使火災(zāi)探測(cè)更大程度上滿足人們對(duì)火災(zāi)安全的需求；目前，國(guó)內(nèi)圖像型火災(zāi)探測(cè)器的研究發(fā)展方向主要是在視頻圖像分析技術(shù)和多頻譜火災(zāi)成像技術(shù)，而現(xiàn)有的圖像型火災(zāi)探測(cè)器，普遍存在誤報(bào)率高、系統(tǒng)適應(yīng)性差的問(wèn)題。
[0004](I)視頻圖像分析技術(shù)在圖像火災(zāi)探測(cè)應(yīng)用中的不足:
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，圖像型火災(zāi)探測(cè)器主要利用火災(zāi)煙霧及火焰的可見(jiàn)光或近紅外圖像特征通過(guò)算法進(jìn)行火災(zāi)判斷。在工程應(yīng)用實(shí)際情況中，目前以視頻圖像分析技術(shù)為主要手段的圖像火災(zāi)探測(cè)器在陽(yáng)光及人工光源干擾等因素下容易產(chǎn)生誤報(bào)；保護(hù)區(qū)域環(huán)境復(fù)雜，光干擾、強(qiáng)電磁干擾且多塵，很多探測(cè)器在投入運(yùn)行后很短的時(shí)間內(nèi)就出現(xiàn)失效現(xiàn)象，無(wú)法實(shí)現(xiàn)保護(hù)區(qū)域的可靠探測(cè)。
[0006](2)基于多頻譜圖像火災(zāi)成像技術(shù)的不足
[0007]目前大量使用的可見(jiàn)光或近紅外圖像型火災(zāi)探測(cè)器，其存在的缺點(diǎn)是:探測(cè)器的誤報(bào)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生；給消防安全管理帶來(lái)隱患。
[0008]多頻譜圖像火災(zāi)成像技術(shù)雖然實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)光、近紅外以及遠(yuǎn)紅外圖像的火災(zāi)成像和分析，但各個(gè)波段之間的火災(zāi)圖像本質(zhì)關(guān)系研究不多。從目前眾多應(yīng)用來(lái)看，可見(jiàn)光圖像和近紅外圖像易受光干擾；遠(yuǎn)紅外圖像實(shí)質(zhì)是觀測(cè)區(qū)域表面溫度分布圖像，也易受到高溫物體的成像干擾。因此多頻譜圖像火災(zāi)探測(cè)也存在著誤報(bào)、準(zhǔn)確率不高的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于此，本發(fā)明提供一種以智能信息融合方法為基礎(chǔ)的圖像型火災(zāi)探測(cè)器，以最快、最佳的方式進(jìn)行告警和協(xié)助消防人員處理火災(zāi)危機(jī)，并最大限度的降低誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象；同時(shí)還可查看現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)圖像，根據(jù)直觀的畫(huà)面直接指揮調(diào)度救火。
[0010]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0011]一種智能信息融合圖像型火災(zāi)探測(cè)器，其包括外護(hù)罩、光學(xué)鏡頭及成像組件、視頻圖像及信息融合組件；
[0012]所述光學(xué)鏡頭及成像組件與所述視頻圖像及信息融合組件相連，并且均設(shè)置于所述外護(hù)罩內(nèi)；
[0013]所述光學(xué)鏡頭及成像組件將其攝入的圖像信息傳送至所述視頻圖像及信息融合組件，進(jìn)行信息融合計(jì)算，輸出探測(cè)結(jié)果。
[0014]較佳地，還包括電源接口處理組件；所述外護(hù)罩內(nèi)設(shè)置有中底板；
[0015]所述電源接口處理組件、光學(xué)鏡頭及成像組件和所述視頻圖像處理以及信息融合組件均固定于所述中底板上。
[0016]較佳地，還包括電源線和用于傳輸信號(hào)的視頻線和網(wǎng)線；
[0017]所述外護(hù)罩為桶狀，其尾端設(shè)置有電纜入口 ；所述電源線和所述電纜均通過(guò)所述外護(hù)罩尾部的所述電纜入口通入所述外護(hù)罩內(nèi)。
[0018]較佳地，還包括用于保護(hù)所述光學(xué)鏡頭及成像組件的鋼化玻璃，所述鋼化玻璃固定連接在所述外護(hù)罩上，位于所述光學(xué)鏡頭及成像組件的前方。
[0019]較佳地，還包括熱交換裝置，所述熱交換裝置安裝于所述外護(hù)罩的內(nèi)側(cè)面。
[0020]較佳地，還包括遮陽(yáng)板，所述遮陽(yáng)板遮擋于所述外護(hù)罩的上方。
[0021]一種圖像型火災(zāi)探測(cè)器的探測(cè)信息融合方法，用于對(duì)火災(zāi)圖像信息進(jìn)行信息融合計(jì)算，輸出探測(cè)結(jié)果；其包括以下步驟:
[0022]步驟A、對(duì)探測(cè)目標(biāo)的各視頻源的火情圖像信息進(jìn)行預(yù)處理:分析所述圖像信息的靜態(tài)特征和動(dòng)態(tài)特征，將所述特征量化后，得到視頻源k的圖像特征向量:
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種智能信息融合圖像型火災(zāi)探測(cè)器，其特征在于:包括外護(hù)罩、光學(xué)鏡頭及成像組件、視頻圖像及信息融合組件； 所述光學(xué)鏡頭及成像組件與所述視頻圖像及信息融合組件相連，并且均設(shè)置于所述外護(hù)罩內(nèi)； 所述光學(xué)鏡頭及成像組件將其攝入的火災(zāi)圖像信息傳送至所述視頻圖像及信息融合組件，進(jìn)行信息融合計(jì)算，輸出探測(cè)結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像型火災(zāi)探測(cè)器，其特征在于: 還包括電源接口處理組件；所述外護(hù)罩內(nèi)設(shè)置有中底板； 所述電源接口處理組件、光學(xué)鏡頭及成像組件和所述視頻圖像處理以及信息融合組件均固定于所述中底板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像型火災(zāi)探測(cè)器，其特征在于: 還包括電源線和用于傳輸信號(hào)的視頻線和網(wǎng)線； 所述外護(hù)罩為桶狀，其尾端設(shè)置有電纜入口 ；所述電源線和所述電纜均通過(guò)所述外護(hù)罩尾部的所述電纜入口通入所述外護(hù)罩內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像型火災(zāi)探測(cè)器，其特征在于: 還包括用于保護(hù)所述光學(xué)鏡頭及成像組件的鋼化玻璃，所述鋼化玻璃固定連接在所述外護(hù)罩上，位于所述光學(xué)鏡頭及成像組件的前方。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像型火災(zāi)探測(cè)器，其特征在于: 還包括熱交換裝置，所述熱交換裝置安裝于所述外護(hù)罩的內(nèi)側(cè)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像型火災(zāi)探測(cè)器，其特征在于: 還包括遮陽(yáng)板，所述遮陽(yáng)板遮擋于所述外護(hù)罩的上方。
7.一種圖像型火災(zāi)探測(cè)器的探測(cè)信息融合方法，其特征在于: 用于對(duì)火災(zāi)圖像信息進(jìn)行信息融合計(jì)算，輸出探測(cè)結(jié)果；其包括以下步驟: 步驟A、對(duì)探測(cè)目標(biāo)的各視頻源的火災(zāi)圖像信息進(jìn)行預(yù)處理:分析所述圖像信息的靜態(tài)特征和動(dòng)態(tài)特征，將所述特征量化后，得到視頻源k的圖像特征向量:
u (k) = (V1 (k)，v2 (k)，V3 (k))； 其中，Vi (k), i = I, 2, 3是所述各視頻源k的圖像特征向量； 步驟B、使用模糊綜合評(píng)判方法確定所述圖像特征向量基本概率的分配函數(shù)； 步驟C、根據(jù)d-s證據(jù)理論對(duì)視頻源的所述圖像特征向量進(jìn)行信息融合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的探測(cè)信息融合方法，其特征在于: 所述步驟B具體包括以下步驟: B1、針對(duì)視頻源圖像特征向量u(k)，設(shè)定火災(zāi)探測(cè)目標(biāo)的樣本特征向量為y(k)，兩者的距離為:d(u (k), y(k)) = Σ |u(k)-y(k) I ； 兩者的最大相關(guān)性為:a(k) = max {C (k)} = 1/min {d (u (k)，y (k))}；
其中，C(k) = l/d(u (k), y (k))； B2、確定探測(cè)目標(biāo)的相關(guān)系數(shù)的分布系數(shù)為: fiik)= Σ^^-l I(Nc-1)，其中，N為待測(cè)目標(biāo)類型數(shù)；確定所述視頻源圖像特征向量U(k)的可靠系數(shù)為:
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的探測(cè)信息融合方法，其特征在于: 所述步驟B3具體包括以下步驟: 步驟B31、確定備擇集；對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，設(shè)η個(gè)概率模型通過(guò)檢驗(yàn)，用Mj表示具體模型；確定評(píng)判對(duì)象為Mj,組成備擇集
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的探測(cè)信息融合方法，其特征在于: 所述步驟A中的所述各視頻源的視頻圖像信號(hào)的類型包括:可見(jiàn)光、近紅外和遠(yuǎn)紅外視頻圖像源； 所述圖像信息的靜態(tài)特征和動(dòng)態(tài)特征包括顏色、形狀、輪廓、對(duì)比、頻率以及擴(kuò)散效應(yīng)。
【文檔編號(hào)】G01V8/10GK103630948SQ201210311005
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月28日
【發(fā)明者】李勇 申請(qǐng)人:鴻升視通（北京）科技有限公司