基于多特征的火灾监控系统设计

随着网络摄像机的普及以及图像处理技术的不断发展,基于视频的火灾监控系统得到越来越多的关注。目前基于视频的火灾监控系统的常用方法是通过对火灾发生后产生的火焰进行检测,其缺点在于报警时火灾已经发生。提出的火灾检测系统首先通过运动检测和烟雾刚出现时的运动特征找出疑似烟雾区域,在此基础上在疑似烟雾区域内进行烟雾和火焰联合检测。其中烟雾检测采用烟雾颜色特征以及纹理特征相结合方式,火焰检测采用火焰RGB、HSI两种颜色特征相结合方式,以此提高检测的准确率。实验结果表明,系统可以在火灾蔓延前提供报警并准确检测出火灾着火点的位置,验证了所提方法的有效性。     

基于级联卷积神经网络的视频动态烟雾检测

复杂场景中烟雾特性的提取是目前视频烟雾检测领域的主要挑战。针对该问题,提出一种静态和动态特征结合的卷积神经网络视频烟雾检测框架。在静态单帧图像特征检测的基础上,进一步分析其时空域上的动态纹理信息以期克服复杂的环境干扰。实验结果显示,该级联卷积神经网络模型可有效应用于复杂视频场景中烟雾事件的实时检测。     

基于AdaBoost RBF神经网络的火灾烟雾检测

为了解决大空间场所的火灾早期预警问题,减少环境变化对预报的影响,从烟雾的视觉特征角度探讨了视频火灾烟雾检测方法.该算法首先采用背景减除法获得差分图像,接着对差分图像进行二值化,并结合数学形态学提取可疑区域,然后从可疑区域提取颜色特征、运动特征和形状特征,最后使用基于AdaBoost的RBF神经网络进行识别,判断场景中是否有烟雾出现.试验表明,该方法能有效地检测出烟雾并且具有较好的抗干扰能力,提高了烟雾检测的准确率,具有较好的工程应用价值.     

开放环境下视频图像的烟雾时空特征描述

该文针对视频烟雾在线检测中烟雾动态特征提取问题,提出了3种开放环境下烟雾的时空特征描述方法：针对烟雾动态纹理特征的时空局部二值模型、针对烟雾区域运动速度和方向的二维互信息以及针对烟雾轮廓时空波动性的信息熵。试验结果表明,这3种烟雾时空特征描述方法均能有效地鉴别烟雾和其他非烟物体。     

基于视觉显著性和小波分析的烟雾检测方法

基于视频图像的烟雾检测对火灾预警系统性能具有重要作用.该文提出一种基于时空域信息处理的烟雾检测算法:基于视觉注意模型的时空域ROI区域提取,以及基于小波时域分析的烟雾动态特征识别.该文用基于颜色对比度、亮度对比度和运动3个初级视觉特征的显著性图融合捕捉场景中的ROI区域.针对在时域中烟雾区域小波高频能波动小以及归一化颜...     

基于LSA和SVM的火灾烟雾检测算法

为了解决视频烟雾检测中特征提取难度较大、复杂度较高的问题,提出一种基于潜在语义(Latent Semantic Analysis,LSA)特征和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的烟雾检测算法。该算法首先将烟雾图像库中的每幅图像进行有重叠分块,提取每个分块的小波纹理与HSV颜色特征;再对所有分块特征进行聚类、量化成"视觉字",并且根据每个"视觉字"在每幅烟雾图像中出现的频率,建立"词-文档"矩阵;然后采用LSA方法获得每幅烟雾图像的潜在语义特征;最后结合SVM,实现视频烟雾检测。对比实验表明,该算法特征提取简便,可以更快检测烟雾的发生,提高了烟雾检测效率。     

基于时空局部二值模式的火灾视频识别

为了获得较高识别率,引入时空局部二值模式,用以识别火灾视频。先以时空局部二值模式提取视频中的表观特征和运动特征后,再利用支持向量机对多种场景的火灾视频进行分类识别。针对白天火灾、夜晚火灾、室内火灾、室外火灾、森林火灾五种场景进行测试实验,结果显示,对夜晚火灾视频和室外火灾视频识别率可达到100%,对白天火灾、室内火灾、森林火灾视频的识别率分别为94.117 6%、95.238 1%、94.444 4%,这表明所提方法有效,其识别率不易受场景光照条件或复杂背景影响,具有鲁棒性。     

使用多尺度LBP特征和SVM的火焰识别算法

目前基于视频图像的火灾识别系统是大空间场景中预防火灾的有效方法。为了提高检测性能,基于火焰特定的纹理结构,使用多尺度纹理特征,以获得更全面的特征信息。首先使用火焰的明亮特性定位到疑似火焰区域;然后针对这些区域,采用局部二值模式(local binary patterns, LBP)方法提取多尺度纹理特征;最后将多尺度LBP纹理特征输入到支持向量机(support vector machine, SVM)中进行识别。实验结果表明,该方法计算简单,火焰的检测率较高,误警率较低。     

基于差分盒维数的彩色烟雾图像识别

提出了利用差分盒维数与颜色特征相结合的图像识别方法来将彩色烟雾图像从森林背景中识别出来。该方法首先用差分盒维数算法来计算整幅图像的分形维数值并基于该值对图像进行分割,再以RGB空间的烟雾颜色特征为依据,对差分盒维数方法分割出的区域进行判别,识别出烟雾区域。为改善算法的计算精度,提高算法运算速度,提出了减少子窗口内盒子的覆盖数量、改变子窗口内灰度等级的改进算法。仿真实验结果表明,基于改进的差分盒维数方法,不仅运算速度提高近50％,而且能够更好地反映图像表面的纹理信息。再结合颜色特征能从森林背景中准确的识别出烟雾。该方法可用于森林火灾的预警。     

HSV空间特征和纹理特征的阴影检测算法研究

为了提高检测和跟踪算法的准确性,提出了一种基于阴影在HSV空间下的特点和纹理特征的阴影检测与去除算法。该算法针对阴影区域覆盖的地面和未被阴影区域覆盖的地面纹理特征基本不变的特点,先检查序列图像中的运动区域,然后在运动区域内,根据阴影在HSV空间下的特点和纹理特征对阴影进行检测与去除,为运动目标的后续处理排除阴影干扰。实验结果表明,该算法能够很好地抑制噪声,有效检测、去除图片中运动目标的阴影。     

含添加剂细水雾熄灭油池火的机理及实验

为了提高普通细水雾灭火的有效性,采用小尺度实验方法,通过在普通细水雾中加入添加剂,研究了在受限空间内含添加剂细水雾扑灭油池火的有效性.实验研究发现:当火源位于细水雾的作用范围内时,灭火时间较短,灭火性能较高;当火源位于细水雾的防护区域外时,灭火有效性显著降低.而在相同流量和压力下向细水雾中加入添加剂,能显著地影响它的灭火性能,使火焰容易熄灭,灭火时间大大缩短,从而提高了细水雾的灭火能力,因此细水雾对受限空间内油池火的灭火有效性大大增强.通过细水雾对O2、CO、CO2的体积分数以及对火焰温度、烟气温度影响分析,为筛选和制备细水雾灭火添加剂提供了实验数据.     

气泡雾化细水雾装备灭火实验研究

利用气泡雾化压力低、用气量小和雾化效果好的特点,结合目前已有的移动细水雾灭火装备开发了一套背负式气泡雾化细水雾灭火装备.对木垛火进行灭火实验,分析了细水雾灭火过程中不同阶段的主导灭火机理.实验结果表明:利用气泡雾化细水雾灭火装备可有效控制和扑救木垛火,对于0.6A以下的木垛火,可在150 s内扑灭,0.8A的木垛则出现了复燃现象,由于木条的相互遮挡,对于木垛火的扑救应灵活调整射水距离和角度,压制火焰,预防复燃.     

封闭空间中细水雾灭油盆火的试验研究

为了研究不同条件下细水雾的灭火效果，进行了一系列的细水雾灭B类油盆火灾试验.研制了一种新型两级雾化高压细水雾喷头并测量了其喷雾参数.介绍了灭火实验室的布局和试验步骤.考虑到油盆径向偏移距离、火焰规模、喷头高度、油火遮挡条件以及喷雾压力等因素对灭火效果的影响，共进行了17次灭火试验.测量了灭火过程的温度场变化并进行对比分析.结果表明，对灭火效果有重要影响的因素是火焰被遮挡的条件、喷雾压力和火焰规模.对于设计喷头，推荐使用10~12 MPa喷雾压力，该喷头扑灭2B以上规模火焰较容易，扑灭1B以下火焰较困难.在细水雾扑灭油盆火灾的过程中，水雾气化和窒息起主要作用.     

水雾对开口油罐燃烧特性的影响

采用3种不同开口尺寸的油罐,进行了几组小尺寸的油罐燃烧模拟实验。通过监测油罐内外2个不同点的温度变化,研究了开口尺寸、水雾和油品种类(汽油和柴油)对油罐燃烧特性的影响。研究结论对于油罐消防灭火有一定的指导意义和参考价值:在实际消防灭火时,重点要放在开口中心,且满足灭火的有效雾通量大于临界雾通量,否则不但不能灭火,还会促进油池火的燃烧。     

具有高区分度的视频火焰检测方法

为了在视频监控系统中准确地判断火焰区域并预测火灾的发生,提出一种新的基于人工神经网络的视频火焰检测方法.该方法在分析火焰的运动和三维颜色特征的基础上,分别通过傅里叶变换和圆形度分析、角点检测的方法研究火焰的闪烁频率、几何形状对应的时空域特征,采用获得的各类特征构成概率向量作为人工神经网络分类模型的输入,输出表示火灾发生的概率.在保持检测准确率的同时,该方法通过实验选择最优的参数组合解决神经网络容易陷入局部极值及收敛慢的问题.该方法可以区分大空间（隧道、仓库、博物馆等建筑物）中闪烁的车灯和真实火焰,能够避免在实际的视频监控系统应用中将闪烁车灯误判为火焰,有效减少环境光对检测结果的影响,降低火灾火焰的误报率.实验结果表明,采用该方法在保持检测实时性的同时,能够达到96%的检测正确率.     

船用固定式高压细水雾灭火系统的研制

介绍了高压细水雾的特点、SOLAS公约及MSC通函的相关要求、船用固定式高压细水雾灭火系统的组成、工作原理及设计要求.该研究成果对细水雾灭火系统的设计、制造与实船布置具有指导意义.     

通风方式对T型综合管廊火灾烟气蔓延的影响

T型综合管廊空间狭长且有支路连通的特点,提高了火灾烟气控制难度从而加剧了火灾事故的风险。利用PyroSim软件模型模拟不同通风方式对其烟气排放效果,探究了T型综合管廊电缆舱的交叉口发生火灾时,进风口、出风口位置及出风风速对舱内烟气蔓延的影响。结果表明,中部进风、左右出风、临界风速为1.75 m/s的一进两回通风方案最利于火灾烟气控制,进风口方向适宜作为应急疏散通道,可为T型综合管廊的设计提供参考。     

胶合板表面火蔓延特性研究

实验研究了在一定风速作用下典型的可燃固体材料三合板和五合板上下表面都处于流场中的情况，表面火蔓延的特性，并与施加超细水雾后火焰的蔓延状态对比，探究了细水雾对固体燃料火焰的抑制作用。