基于图像的火灾探测系统

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1、万方数据万方数据西安建筑科技大学硕士学位论文基于图像的火灾探测系统专业：信号与信息处理硕士生：党勃指导教师：王慧琴教授摘要火灾是危害很大的一种灾害，尤其在现在经济高速发展的年代，因为火灾而导致的生命财产损失越来越多。所以，如何预防和减少火灾发生是研究人员一直关心的问题。基于图像的火灾探测方法是近些年来出现的一种新型探测方法，本文重点研究了基于支持向量机的图像型火灾火焰探测技术，并设计实现了火灾探测系统。火焰探测算法首先对摄像头获取到的视频进行分帧处理，形成图像序列，利用混合高斯模型对图像中的移动区域进行分割，再利用火焰

2、内焰颜色信息作为阈值，排除无效干扰，得到火焰可疑区域；然后，对火焰可疑区域内的圆形度、尖角数目、红绿分量面积比、面积变化率、相关系数以及闪烁频率等火焰判据进行了计算和分析；用改进的人工鱼群算法优化支持向量机的模型参数，通过交叉验证选择最优参数，在此基础上建立了支持向量机分类器；用已知类别的数据训练支持向量机，将所提取出的火焰判据组合形成特征向量，并将其作为输入向量送入支持向量机分类器，利用支持向量机对特征数据进行分类识别。最后，设计并完成了基于PC的火灾探测报警系统，算法实验结果表明，该算法的识别准确率较高，通过训练支

3、持向量机并优化参数，可自动产生分类超平面，可以将各类样本准确分开。系统经过验证，能完成火灾报警功能。关键词：视频监控；火灾探测；图像分割；混合高斯模型；支持向量机万方数据西安建筑科技大学硕士学位论文万方数据西安建筑科技大学硕士学位论文FireDetectionSystemBasedonImageSpecialty:SignalandInformationProcessingName:DangBoInstructor:ProfessorWangHui-qinABSTRACTFireisveryharmfultohuman

4、being’slife,especiallyaccompaniedwiththehighdevelopingspeedofeconomy.Itisgettingmoreserious,sotheresearcherspaytheirattentionstohowtopreventandreducefires.Thefiredetectionbasedondigitalimageisanewmethodofdetectionduringtherecentlyyears.SupportVectorMachineisstud

5、iedandusedtocompletethedetectionsystem.Itissupposedthatthevideoframeobtainedbycamerawereseparatedandtoformimagessequencefirstly.Usinggaussianmixturemodelforimagesegmentationofthemovingarea,andusingtheflameinnerflamecolorinformationasathresholdvalue,eliminateinva

6、lidarea,gettheflamesuspiciousarea.Thenthecircularity,theamountofsharpangles,areaproportionofredandgreencomponents,areavariancerate,relatedcoefficientandflickerfrequencyinthesuspectedregionwerecalculatedandanalyzed.Atlast,themodelparametersofsupportvectormachinew

7、ereoptimizedbyimprovedartificialfish-swarmalgorithm，choosingtheoptimalparametersbycrossvalidation.Onthisfoundation,thesupportvectormachineclassifierwasbuilt，usinglabeleddatatrainingSupportVectorMachine.Theextractedflamefeatureswereassembledastheinputvectorsofthe

8、SVMclassifierandthefeaturedatacanbeclassifiedandrecognizedbySVM.Finally,designedandcompletedafiredetectionalarmsystembasedonPC.Theexperimentresultsshowthatthealgorith