基于显著性的火灾早期火焰烟雾检测方法研究

发布时间：2021-08-22 04:35

　　火灾严重威胁人们的生命和财产安全。若在火灾早期能及时探测火情并预警,则利于人员安全疏散、控制火势蔓延、降低火灾造成的损失。因此,研究火灾早期火焰、烟雾检测方法具有重要意义。视频探测技术是目前实现火灾早期探测最有效的技术。本文研究基于视觉显著性的疑似火焰、烟雾区域分割方法,融合火焰、烟雾静态和动态特征,采用可加性核SVM识别方法对视频火焰、烟雾进行识别。本文的主要研究内容如下:（1）火焰疑似区域分割。研究利用尺寸不变特征变换（SIFT）算法进行火焰特征点检测,用光流法提取相邻帧中运动物体的光流场,结合视觉显著性提取火焰运动显著性图;采用LSI颜色统计模型提取火焰颜色显著性图;在贝叶斯框架下,将运动、颜色显著性图以交互方式融合提取疑似火焰区域。（2）疑似烟雾区域分割。利用SIFT算法检测烟雾特征点,用光流法提取相邻帧中运动物体的光流场,结合视觉显著性提取运动显著性区域,利用RGBS颜色统计模型,从运动显著性区域中分割疑似烟雾区域。（3）火焰和烟雾特征提取。研究火焰的跳动频率、基于旋转不变LBP和GLCM的纹理特征;研究烟雾的运动不规则性特征,提出基于时空LBP-TOP算子提取烟雾动态纹理特... 

【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１?ＲＧＢ颜色模型??Ｆｉｇ．?２．１?ＲＧＢ?ｃｏｌｏｒ?ｍｏｄｅｌ??２．?１．２?ＨＳＩ颜色空间??

?大连海事大学硕士学位论文???■周??黑???图２．２?ＨＳＩ颜色模型??Ｆｉｇ．?２．２?ＨＳＩ?ｃｏｌｏｒ?ｍｏｄｅｌ??图２．２中，垂直亮度轴Ｉ和垂直于该轴的一个圆形平面上的彩色点的踪迹组成ＨＳＩ??颜色空间。对于任意颜色点，指向该点的向量与Ｉ轴的夹角为Ｈ值，与该点的向量长度??成正相关为Ｓ值，与该点所在平面和黑点之间距离成正比的为Ｉ值。??２．?１．３?Ｌａｂ颜色空间??Ｌａｂ颜色空间是一种设备无关的颜色系统，是基于人对颜色的感觉来设计的，它是??感知均匀的。ＲＧＢ颜色空间到Ｌａｂ颜色空间的转换，如式（２．３）、（２．４）所示：??＂０．４１２４２３?０．３５７５８０?０．１８０１２３ｉｒｉ？＇??［Ｘ，Ｙ，Ｚｆ?＝?０．２１２６７?０．７１５１６０?０．０７２１６９?Ｇ?（２．３）??０．１９３３４?０．１１９１９３?０．９５０２２７１＾??Ｌ?＝?Ｕ６ｆ（Ｙ／Ｙ０）－ｌ６??＜ａ?＝?５０〇［／（Ｘ／Ｘ０）－／（７／７０）］?（２．４）??ｂ?＝?２０〇［ｆ（Ｙ／Ｙ０）－ｆ｛Ｚ／Ｚ０）］??式（２．３）中，ｉ？、（？、５分别代表三个通道值，Ｚ、７、Ｚ分别代表Ｌａｂ颜色空间的中间??变量。式（２．４）中，Ｘ。、％、由ＣＩＥ标准定义其灰度值均为２５５，?／是阈值范围在??（０，１）内的矫正函数。??／（ｇ）Ｊ?＾?（ｇ＞〇．〇〇ＳＳ５６）??、’?ｌ７．７８７ｇ?＋?１６／１１６（ｇ＜〇．〇〇８８５６）?＇??一?６?－??

ｌｉＢｒ??？■？＊＇Ｊ＊＇Ｊ＊?ｉ＊?１＊?＇?????ＷＴｙ＞ｙｙ．Ｙ??ｉｒ＝＝？ｅ???Ｘ?＾?ｙ?Ｘ?Ｚ?，－？?—?Ｊ?ｉ?＾?ｙ?＂ｆ??笛—．ｆ３?ｍｉｌｉｌＢＩ５ｉｍＳｉｌｉｆｅｉｉＷ‘！３＾？—￣?ｋ?＾￣￣＼?ｋ?－＜ＭｗｆｆｌＭＭＢＳ８ＭＳＰ＾＊??ｒ￣ｉ?ｎＶ?二？／：－＜，?ｋ???，＇．ｎｊｒｆｉ．．ｊ＾—ｊ＜ｉ．ｎｊ＾；?Ｉ??ｆ＼ＩＭ．?／ｒ＾＾ｊＫ＾＾ｅｓｓｒ????－－？?〇???????＾???图２．３高斯差分图像??Ｆｉｇ．?２．３?Ｇａｕｓｓｉａｎ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ?ｉｍａｇｅ??（２）局部空间极值点检测??为了在尺度空间中找到极值点，应将每个像素与图像域和尺度域中的所有邻域点进??行对比，以确定它们是否是所有相邻点的最大值，即极值点。如图２．４所示，将中间的??检测点与图像邻域的８个像素和相邻尺度层的１８个像素进行比较，以检测尺度空间中??的所有极值点。由此可以看出每组图像的第一层和最后一层无法取得极值，于是在每组??图像的顶层继续生成３幅图像来确保图像的连续性。??／?／?／?＾／?ｙｊｙ?／／??／?／?／ｅｘ?Ｘ?７?／?／??／?／?／Ｘ?Ｘ．ｙ?／?／??／?／?／?／?／?／?／?／??尺度?／／ｈ＾ｈ’／ｆ??ｚ丨＾七／??图２．４高斯金字塔??Ｆｉｇ．?２．４?Ｇａｕｓｓｉａｎ?ｐｙｒａｍｉｄ??（３）确定极值点位置??真实的极值点不是离散空间中的极值点，图２．５展示了二维函数连续空间中极值点??与离散空间中极值点的区别。??－９－??


本文编号：3357011