软件开发
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◆徐 哲
近年来，随着城市化进程的飞速发展，火灾事故频频发生，导致经济和能源大量损失。为了避免和降低火灾事故的发生，火灾探测系统应运而生。传统感温感烟探测器有着在大空间建筑中探测距离短、受环境因素影响大、误报率高的缺点，使其应用受到限制。可视火灾烟雾探测系统不受传统感温感烟探测器缺陷的限制，这种类型的检测系统，使用摄像头捕捉图像序列的监控区域，通过电脑来处理序列图像，使用机器视觉方法来决定是否有火在监控区域。 本文主要分析并讨论了可视火灾烟雾检测算法的原理与流程。
1 可视型火灾探测技术
在计算机技术快速发展的今天，利用计算机取代人眼的部分功能已经不是什么难题，由此，我们可以利用计算机来达到我们的火灾探测目的。我们可以利用可见光或红外线图像传感器采集所需监控区域的视频序列，然后使用机器视觉算法对序列进行分析，寻可以识别的火灾特征，比如火焰和烟雾。如果发现有可疑的火灾便进行报警。 1.1 相比传统的火灾探测技术，可视型火灾探测技术有如下优势：
（1）能够覆盖室外等空旷区域，实现非接触的火灾检测。设计系统时，我们需要在一处安装多台视
lcu频监控设备，并对多个方向进行监测；或者在不同区域设置视频监控设备来消除视觉盲点。
（2）可视型火灾探测技术还可利用现有的监控设备进行改装，可以节约成本。我们可以利用现有的公路摄像头、公共场所的监控摄像头以及相应监控中心的视频存储和处理设备。
根据火灾探测技术的类型可分为视觉型火焰检测和视觉型感烟探测。类型的视觉火焰检测技术，可分为两个，火焰图像形可见光和红外图像形这种检测技术通过检测火灾视频序列中存在检测火灾是否发生。但在大多数情况下，一旦检测到火焰，空气已经达到一个非常高的温度，火继续恶化是不可避免的，可能已经错过了最好的节省时间，但视觉式感烟探测技术更可靠，因为在火的开始，甚至在只有冒烟，也会出现烟雾，所以如果我们可以在这一阶段的火灾报警，可以降低难度的救火并且可以尽可能地降低火灾损失，由此可见，可视型烟雾火灾探测技术具有相对更高的利用价值和发展前景。
1.2 国内外研究现状
歌剧伤逝
可视觉模型的火灾烟雾探测技术与传统的火灾探测技术相比仍处于起步阶段，但已经有很多教育、国内外科研机构和公司大量的研究。
在运用了双波段红外摄像机监控后，bsd 系统既可以准确的识别火灾，同时又可以通过区别其他现象的干扰来降低误报率。
胃肠动力一种8缺损电站消防系统监控被大空间火灾监控ISLI 公司所开发。这种监控系统的主体是视频运动检测系统软件，与相应的过滤技术，与人工智能结合，来实行火灾监控。
福罗里达州中心大学的沃尔特教授，杜伊斯堡大学的王大川博士等对火焰颜特征，视频火焰图像识别算法进行研究，令视频火灾图像检测技术不在停留在理论阶段。
Nobuyuki 等人则提出了分型编码的烟雾检测方法，这种方法是基于小波变换来视频检测烟雾，在烟雾的遮掩下背景将变得模糊，这会使高频能量变低，背景图像的边缘纹理在这种检测算法中要求很高，因此该算法的通用性不是很高。
到目前为止，我国火灾报警产业发展历史仅有二十年左右时间，大部分企业是在八十年代兴建的，同美、英、德、法等国一些同期建立的同类企业相比，我国企业发展速度不快，生产率和生产能力相对较低。但也有成就，依靠火灾科学国家重点实验室中国科技大学，该公司已经开发出了一种双频火灾探测器，并通过相关的消极的接受，在实际的应用程序。与此同时，一些高校正在积极研究进行了火灾探测，并提出了算法在工程实践中，其检测方法主要集中在红外摄像机的使用。同世界上那几个领先国家相比，我国在生产能力、国内外市场占有率、科研资金投入、技术开发、经营管理、技术实力、研究深度、应用广度、产品性能价格比等方面还有很大差距。
2 可视烟雾探测系统构成
视频采集、图像处理和报警是可视烟雾探测系统又称视频火灾探测系统（Video Fire Detection ，简称是“VFD ”）通常包括的3个模块，我们运用CCD 摄像机监测监控场所，CCD 则是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩略写法，CCD 是一种半导体成像器件，它的优点是灵敏度很高，能够抗强光，体积小。通过镜头，检测物的图像被聚焦到CCD 芯片上时，根据光的强弱CCD 就会积累对应比例的电荷，这样在视频时序的控制下，各个像素积累的电荷就会逐点外移，经过放大和滤波的处理后，就会输出视频信号。将视频信号与监视器的视频输入端连接后就能够看到，视频图像就和原始图像相同。而后经过计算机处理算法分析拍到的视频图像，进行识别烟雾和火焰，为了能够形成可以被计算机识别的模式，我们可以利用火灾燃烧过程中图像特性，让图像模型化，来识别火灾的信息，完好无误地完成火灾检测，并及时发出报警信号[1]。
图2.1
是视频火灾探测硬件系统的构成示意图。
图2.1 视频火灾探测硬件系统的示意图
张清常2.1 可视型烟雾探测器原理
分级授权
可视型烟雾探测器多数利用摄影机作为图像传感器，通过光电转换，将感光面上的火灾光学图像由图
像采集卡捕捉，并转换为相应的时序电信号“图像”，把电信号传送到信息处理主机，信息处理主机再结合各种火灾判据对电信号进行图像处理判断，最后得出是否有火灾发生[2]。
其原理如图2.2所示。
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