王向军，杜志伟，高 超

〈图像处理与仿真〉

基于约束非均匀形变特征的小尺度火焰识别方法研究

王向军1,2，杜志伟1,2，高 超3

（1. 天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072；2. 天津大学 微光机电系统技术教育部重点实验室，天津 300072；3. 天津大学 智能与计算学部软件学院，天津 300072）

基于视觉的火焰检测是一种灵活、低成本的火焰检测方式，但现阶段常用的火焰特征不能对火焰和干扰物进行有效的区分，有较大的误警率。本文基于目标轮廓的时序行为特征，将火焰的闪烁描述为一种有约束的非均匀形变过程，结合隐马尔可夫模型和传统几何特征对火焰和干扰物进行更准确地区分。实验表明，通过引入补充的火焰特征显著提高了火焰检测的准确率，有效减少了复杂环境下干扰物引起的虚警。

火焰检测；特征提取；主曲线；隐马尔可夫模型

0 引言

火灾是受到广泛重视的灾害之一，对火焰进行快速、准确的检测是保证消防安全，降低火灾危害的关键。传统的火灾检测方法如烟雾传感器、温度传感器等通常针对特定的位置进行监测，存在范围小、响应慢等问题，对应用环境有较高的要求。随着计算机视觉的发展，基于视频的火焰检测方法（video-based fire detection，VFD）成为火灾检测的一种重要途径[1]。基于视频可以对火灾进行远距离、大范围的持续监测，同时可以对火灾进行准确的定位，对火焰的起始位置、规模、增长速率、传播方向等进行分析，作为确定消防方案的依据。……