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第 1 4 卷 第 4 期 火 　灾 　科 　学 Vol . 14 ,No . 4 2 0 0 5 年 1 0 月 FIRE SAFETY SCIENCE Oct . 2 0 0 5 ( ) 文章编号 2005 023907 图像型火灾火焰探测原理 程 　鑫 ,王大川 ,尹东良 (南京消防集团有限公司) 摘要 :根据火灾火焰的颜色特性 、闪烁频率特性 、形态变化特性及其发生发展在图像上所表现出来的趋势特征 ,设 计分析了图像型火灾火焰的序列帧识别原理 ,并结合工程应用的分类特性 ,论述了图像型火灾火焰的干扰及其使 用图像的小块分割算法和外形判断的干扰排除方法 。 关键词 : 图像型火灾火焰 、探测技术 、闪烁频率 中图分类号 : TP75 1 文献标识码 :A 的图像像素颜色分布统计仿真分析 ,还发现火灾火焰 1 　概述 的颜色呈现指数分布规律的分布特性 ,及火灾火焰的 早在 1996 年 ,美国弗洛丽达大学的西蒙 ·弗教 颜色分布的周界可以用指数函数加以拟合 ,正是抓住 授就开始利用飞机引擎和升压仓火灾的红外成像视 了这种颜色分布规律 ,我们比较“干净”地区分出了图 频信息进行此类特殊火灾探测的研究[ 1 ] 。1997 年 像中的“火焰”信息和背景噪声信息 。 始 , 中国科技大学火灾科学国家重点实验室也进行了 其次 ,火灾火焰的燃烧遵循一定的规律 ,通过探 此类研究 ,并发表了题为《视频火灾探测系统的原理》 究其从根部开始 , 向上膨胀直至消失的过程 ,可以发 的文章[2 ] 。2000 年 1 月 ,英国《防火安全工程》介绍 现 ,火灾火焰都是“活”的 ,具有跳动的规律性特性 。 了一种 V SD - 8 视频烟雾探测系统 ,宣称具有广谱检 于是 ,我们设计了特殊的低通滤波器 ,并成功地得到 测性 ,能够可靠 、迅速的探测烟雾火灾 ,这种由英国智 了火灾火焰的跳动频率 ,我们把它叫做火灾火焰的闪 能保安公司开发的产品 ,达到了很高的水平 。2002 烁频率 ,而且我们把这种闪烁频率作为火灾火焰的基 年 ,弗洛丽达中心大学的沃尔特教授等人在火焰的视 本特性 ,用于判断火灾火焰在图像中的表现 ,从而能 频图像识别方面进行专题研究 ,根据火焰的颜色特性 够把火灾火焰从众多噪声信息中加以区分 。 进行火焰识别算法的简化 ,并获得了成功[3 ] 。 除开上述两种火灾火焰的特性之外 ,我们还试图 本文主要就图像型火灾火焰的算法原理进行研 归纳出火灾火焰的发展趋势及其在图像上所表现出 究 , 以为图像型火灾火焰探测报警系统的样机研制和 来的外形变化特征 ,还有基本固定的着火点等综合信 该系统的系列化 、市场化奠定理论基础 。 息 ,用于火灾火焰在序列视频图像帧中是否准确存在 的判断依据 。 2 　原理介绍 3 　火灾火焰的颜色 火灾火焰一般具有较为明显的视觉特性 :阴燃亮 [ 1 ] [4 ] [ 5 ] ( ) ( ) ( 光 、火焰颜色 、闪烁和外形变化等 。由于火灾 图像中的颜色可以用 R 红色 、G 绿色 、B 蓝