图像处理技术在船舶火灾探测系统中的运用

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1、图像处理技术在船舶火灾探测系统中的运用　　摘要：研究基于图像处理的船舶火灾探测系统，其主要用颜色模型算法对采集到的实时图像进行分割，提取目标区域的图像特征，把图像特征作为分类器的输入，输出为1则表示有火灾发生，发出报警信号，输出为2则表示无火灾，继续监控。通过该系统可以对初期火灾进行探测。　　关键词：船舶火灾；图像处理；特征提取；火焰识别　　中图分类号：TN957?34；TN911文献标识码：A文章编号：1004?373X（2016）14?0039?03　　Applicationofimageprocessingtechnologyinshipfiredetectionsys

2、tem　　MUXiaohui，SONGYinglei，ZHANGBing　　（CollegeofElectronicsandInformation，JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjiang212003，China）　　Abstract：Ashipfiredetectionsystembasedonimageprocessingisstudied.Inthesystem，thecolormodelalgorithmisusedtosegmenttheacquiredreal?timeimage，andextractthe

3、imagefeaturesoftargetarea.Andthentheimagefeaturesaretakenastheinputsoftheclassifier.Iftheoutputoftheclassifieris1，itmeansthereisafireincident，andthesystemwillsendthealarmingsignal.Iftheoutputoftheclassifieris2，itmeans7thereisnofireincident，andthesystemwillmonitorunceasingly.Thesystemcandete

4、cttheearlyfire.　　Keywords：shipfire；imageprocessing；featureextraction；flameidentification　　0引言　　随着船舶行业的蓬勃发展，其相关产业以及技术也得到很大的发展，新的技术也得到了极大的提升，船舶的安全问题也得到了人们广泛的关注，它的一个重要的研究课题就是如何有效地防范火灾的发生或者有效地扑灭火灾。不同于别的火灾，船舶火灾的特点是扑救的难度高，危害大，伤亡率高等。对船舶火灾的探测技术以及火灾报警技术的研究，能够及时发现船舶火灾，并进行相应的扑救工作。对于有效、全面、科学的船舶消防技术的研究就

5、成了解决船舶的消防问题，实现船舶安全运作的重要基础之一，因此具有重要的现实意义[1?5]。7　　近年来，船舶消防技术的研究在我国已经取得了很多的成果[6?7]，但是还需要深入的研究。本文提出了基于图像处理的船舶火灾探测系统，主要是用RGB?HSI颜色模型对控制中心采集到的实时图像进行分割，初步判断是否有异常情况发生，如果无异常，则继续监控，如有异常，则提取分割后图像的颜色特征中的颜色矩、形状特征中的圆形度和纹理特征的灰度共生矩阵中的熵、反差、能量和逆差矩，并把这6个量作为分类器的输入，输出为1和2，1表示有火灾，2表示无火灾。在火灾发生的初期，系统可以对其进行探测和报警，降低

6、火灾的危害。与传统火灾探测器不同的是，本系统在火灾发生初期能够有效准确地发现火灾，并对其采取相应的措施，减少损失，这对船舶消防安全问题具有很高的现实意义。　　1火灾火焰特点　　基于图像处理的船舶火灾探测系统的基本原理是采集实时图像，对图像进行判决，从而实现对船舶火灾的检测。火灾图像有很多的特征，其静态特征主要有颜色特征、形状特征、纹理特征等。　　1.1颜色特征　　颜色特征是火焰的一大特征。发生火灾时，火焰从内焰到焰心的颜色依次为：暗红色、红色、橙色、黄色、蓝白色和白色，而且大部分的火焰颜色集中在红到黄的范围内，但是干扰物的颜色相对于火焰来说，就比较稳定。一般火焰的颜色信息主要

7、集中在低阶颜色矩，所以用低颜色矩就能够完成对颜色信息的描述，其表达式如下[8]：　　式中：[N]为图像的总像素集合；[Hpi]为在HSI色彩空间中，图像[P]的像素点[i]的[H]分量值。　　1.2形状特征　　形状特征是对图像中目标对象的存在或表现形式的反映。一般都是采用区域和轮廓特征来描述形状特征，其中轮廓特征主要是指目标对象的外边界，区域特征则是对图像中目标区域内的形状描述。虽然火焰的形态是多变的，但是火焰的一些特征还是特定的，如圆形度等，圆形度的表达式如下[9]：　　式中：[Ai]，[Pi]，[M