图像识别火灾检测报警系统的设计与实现

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1、万方数据图像识别火灾检测报警系统的设计与实现黎小琴(武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉430081)摘要：把图像处理技术引入火灾报警系统，利用计算机信息处理技术和图像自动识剐技术，以实现火灾检测及报警的自动化和智能化。通过摄像头对检测环境进行实时监控，定时采集图片信息，可根据不同的情况修改采集图片的频率，以适应不同的情况。再由计算机对图像进行处理和分析，根据火焰的基本特征在火灾的初期进行报警。该方法方便可靠，能在火灾初期发出警告信号，可以得到令人满意的效果。关键词：图像处理；火灾探测；火灾报警；特征提取Designan

2、dImpIementatjonOfFireDetectionandAlarmSystembasedonImageProcessingLlXiaO—qin(Col／eg'eafInformat,bn＆话惭&自学

3、jee幢毽．h似毽nUnivemdyofScience&TedTno／ogy,ll／u,自an,拖蚰430081。Q翻a)Abstract：TheirIla静processingtechnologies，aswell3,8computermformatinnprocessingtechnologyandimagerec

4、ognitiontechnology，areusedinthefireaJarmsystemtoachievetheautomationandintelligenceoffiredetectionandalarm．TheexaminationenvironmentWaSreal--timemonitoredbythecamera，andtheimageinformationWaSgatheredregularlyandatdifferentfrequenciesaccordingtodifferentcircumstance

5、s．ThentheimageWaSprocessedanda舱lyzedbythecomputerinaccordancewiththebasicfeaturesoftheflameintheimage，andwecouldgetthefirealarmintheearlystagesofafire．Thismethodisconvenientandreliablethatcanaffordasatisfactoryresulttofirealarm．Keyword3：imageprocessing；firedetectio

6、n；firealarm；characteristicextraction2．1图像分析根据对火焰图像燃烧特性的分析，一幅火焰图像的特征可以由以下变量表示：平均灰度、最高灰度、熵、方差、火焰丰度、能量。这些特征参数较全面地反映了燃烧火焰的基本特征，其中平均灰度反映了火焰辐射的平均光强；方差反映了火焰光强分布的不均匀程度；熵反映了光强变化的随机程度；火焰丰度反映了火焰占满程度；能量反映了火焰图像的辐射强度；脉动振幅分布，即图像的傅立叶变换反映了火焰的脉动特征。火焰的图像特征量如下：(1)火焰中心：指检测区域内火焰图像亮度最大部分

7、的中心，即焰心。(2)火焰锋面：检测区域内火焰与背景的交界处，即火焰边缘。(3)火焰面积：指检测区域内火焰的大小范围。(4)火焰最低亮度LY：即在任何情况下，火焰的亮度的最低值不应低于此值。2．2系统总体方案火灾报警系统以控制计算机为中心，按系统功能和要求设计计算机程序，主要由图像采集单元、图像预处理单元、图像分析单元和火灾报警单元构成。本设计的特点是在VC++环境中实现系统功能，可设置图像采集频率，根据具体情况设定相应的时间对图像进行采集处理。例如，每5秒对周围环境进行一次图像采集，每6秒对图片进行一次处理等。并且，利用M

8、ATLABEngine(引擎)01在VC++环境中调用跏¨一仟jvⅢ^即Ⅲ¨j儿Eov万方数据MATLAB，利用VC++这一优秀编程工具可以弥补MATLAB在处理具体问题时的缺陷，利用MATLAB的强大数值运算以及图像处理等功能则可以增强VC++对图像处理、自动控制等方面的能力。整体框图如图l所示。图1系统框架图2．3程序流程图程序流程图如图2所示。图2程序流程图3主要功能模块(1)图像采集单元在编程控制方面，采用在VC++环境中对摄像头进行控制的方式，实现对连续图像的定时采集，从而保证对周围环境火灾的实时监控。(2)图像预

9、处理和分析单元主要通过应用MATLAB编程实现。通过MATLAB自身强大的工具箱函数对图像进行直方图均衡化、图像滤波、图像锐化和图像分割141。在VC++中启用MATLABEngine(引擎)，实现在VC++环境中对MATLAB程序的调用。在判断有火情的情况下，弹出对话框报告火警信息。在2