复杂大空间建筑火灾烟雾图像分割算法研究

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1、第32卷第08期计算机仿真2015年08月文章编号：1006—9348(2015)08—0387—04复杂大空间建筑火灾烟雾图像分割算法研究胡燕1，王慧琴1，马宗方1，李西平2(1．西安建筑科技大学信息与控制工程学院，陕西西安7100552．西安建筑科技大学人事处，陕西西安710055)摘要：针对火灾烟雾图像分割算法获取信息不完整的问题，提出了基于分块的自适应背景更新烟雾图像前景目标提取算法。根据烟雾图像在热量的驱动下，内部像素连续翻滚，从靠近火源到边缘像素浓度依次递减的特点，采用分块技术对不同块内的像素采用不同的差分阈值，

2、保证提取前景目标的完整性；依据当前帧与背景帧之间的差异对块差分阈值进行更新，让差分阈值随监控的持续自适应调整；利用原背景图像对加权更新后的新背景图像进行修正，滤除可疑目标边缘像素的干扰。仿真结果表明，在复杂大空间建筑中，算法能够提取出边缘信息比较完整的白(灰白)烟雾和黑色烟雾疑似区域，排除了光线和颜色相近、行人等干扰。关键词：复杂大空间建筑；烟雾图像分割；分块；背景更新；连通域中图分类号：TP301．6；TP391．9文献标识码：BSegmentationAlgorithmofFireSmokeImageinComplexL

3、argeSpaceBuildingsHUYan，WANGHui—qin，MAZong—fang，LIXi—ping(1．SchoolofInformationandControlEn画neefing，Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’anShanxi710055，China；2．PersonnelDivision，Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’anShanxi710055，China)ABSTRACT：An

4、adaptivebackgroundupdatesmokeforegroundobjectextractionalgorithmbasedonblocksegrnen-rationisproposed．AccordingtothecharacteristicsthatthesmokeinternalpixelsarecontinuousrollintheheatofthedriverandthepixelconcentrationfromnearthefireSOUrcetoedgedecreasesinturn，diffe

5、rentdifferencethresholdsareadoptedfordifferentblockstoensuretheintegrityoftheextractedforegroundtarget．Underthedifferencebetweenthecurrentfranleandthebackgroundframe，blockdifferencethresholdsareupdatedtoadjustthedifferentialthresh-oldwithcontinuousadaptivemonitorin

6、g．Thenewweightedbackgroundimagesareupdatedandcorrectedbyusingtheoriginalbackgroundimage，theinterferencesuspicioustargetedgepixelsareremoved．Simulationresultsshowthattheproposedmethodcanextractcompletesmokesuspectedareaoftheedgeinformation，andeliminatetheinter-feren

7、eeoflightandpedestrianincomplexspace．KEYWORDS：Complexlargespacebuildings；Smokeimagesegmentation；Partitioning；Backgroundupdating；Con-necteddomain1引言烟雾产生于阴燃阶段，是早期火灾非常显著的一个特基金项目：陕西省教育厅专项科研计划项目(14JKl438)；西安建筑科技大学重大科技成果创新基金资助项目(ZCl103)；西安建筑科技大学人才科技基金(RCl343)收稿日期：2014一11

8、—26修回日期：2015—01—16征。由于烟雾受羽流的作用，不会被障碍物遮挡，通过对烟雾图像的分析与识别，能更早地实现火灾早期预警⋯。烟雾图像的准确分割是进行特征提取和目标识别的前提和基础。但是与火焰图像相比，烟雾的色彩、梯度等图像特征不明显，容易受外界干扰，使烟雾图像的分割相对较复杂。