一種基於dm642處理器的火災檢測系統及其使用方法
2023-10-20 09:58:02
專利名稱：一種基於dm642處理器的火災檢測系統及其使用方法
技術領域：
本發明涉及消防裝置技術領域，特別涉及一種基於DM642處理器的火災檢測系統及其使用方法。
背景技術：
自古以來火災都是人類生活的一大安全 隱患，人類為了防止和能夠及時發現火災做出了種種努力。傳統的火災檢測方法通常都是以傳感器為基礎，如感煙式、感溫式和感光式火災檢測技術。感煙式火災檢測器是利用傳感器響應懸浮在其周圍空氣中的燃燒和熱解產生的煙霧氣溶膠(固態或液態微粒)的一種火災檢測器。但如果是在大空間中，火災煙氣上升到十幾米或幾十米高處時，受到空氣的稀釋，其溫度和濃度都大大降低，到達頂棚的煙氣濃度達不到報警極限，感煙探頭就不會產生報警信號。當環境中的粉塵濃度過大，會引起感煙火災檢測器誤報警，並且長期的粉塵環境和過大的溼度也會使感煙式檢測器失效，產生誤報警或不報警。感溫式火災檢測器的原理是在規定時間內，火災引起的溫度上升超過一定值時啟動報警裝置。但在大空間中，空間高度太高或空氣的氣流速度大於5m/s時,都會影響感溫檢測器的感應，難以實現早期火災報警。感光式火災檢測器主要是指火焰檢測器，目前廣泛使用的有紫外式和紅外式兩種類型。但是檢測器由於判據單一，容易對高功率熱源或強光(如電弧等)產生誤報警。現有的火災技術雖然在使用時具有一定的火災檢測效果，但現代火災中由於環境複雜，因此迫切的需要一種能夠應用在複雜大空間中，並且不會受到煙霧、溫度等因素影響的火災檢測技術。
發明內容
本發明的目的是提供一種基於DM642處理器的火災檢測系統，克服了大空間中煙霧、溫度等複雜環境對火災檢測系統的影響，而造成的檢測不準確的問題。本發明的另一目的在於提供一種利用該檢測系統的檢測方法。本發明所米用的技術方案是一種基於DM642處理器的火災檢測系統,包括FPGAl可重構編程器件，所述FPGAl可重構編程器件與FPGA2可重構編程器件相連，所述FPGAl可重構編程器件與圖像傳感器相連，所述FPGA2可重構編程器件與DM642處理器相連，所述DM642處理器與輸出設備相連。本發明的使用方法，包括上述方案的一種基於DM642處理器的火災檢測系統,該檢測系統按一下步驟工作I)所述圖像傳感器連續捕獲圖像；2)將捕獲到的圖像傳輸給FPGAl可重構編程器件；3)所述FPGAl可重構編程器件將圖像傳輸給FPGA2可重構編程器件；
4)所述FPGA2可重構編程器件將圖像進行增強處理後傳輸給DM642處理器，圖像在DM642處理器中進行如下處理取圖像中一個像素點通過單高斯運動目標檢測算法、通道差異規則、亮度最大規貝U、色度差定閾和RGB及YCbCr色彩空間比率關係規則五種算法，如果該像素點同時符合這五種算法即被DM642處理器認定為火焰的像素點，將該火焰的像素點標記為綠色，如果該像素點不符合五種算法中的任意一種，則放棄對該像素點的檢測，並且在圖像中順序取另一個像素點進行五種算法的檢測，直到圖想像中所有像素點經過五種算法的檢測，最後由符合這五種算法的像素點構成的綠色區域即為火焰區域，所述五種算法在DM642處理器中同步 進行，沒有時間的先後順序；其中，單高斯運動目標檢測算法為，對一幅圖像中的被檢測像素點是否為運動的像素點進行檢測；通道差異規則滿足的條件為如下公式Y (x, y) > Cb (X, y)Cr(x, y) >Cb(x,y)，其中，(x, y)是被檢測像素點在其所在圖像中的空間位置，Y(x, y)是空間位置為(x，y)的被測像素點在YCbCr顏色模型中的亮度分量值，Cb (x，y)是被測像素點在YCbCr顏色模型中的藍色色度分量值、Cr (X，y)是被測像素點在YCbCr顏色模型中的紅色色度分量值；亮度最大規則滿足的條件為如下公式Y(x,y) > YffleanCb (x, y) Crmean
I kYmean=-^y(Xryi)
A
I K其中，，
I人Crmean =—X Cr(x,，y,)
A i=1(x, y)、Y(x, y)、Cb(x, y)和Cr(x, y)的意義同b中所述的意義相同，Ymean是被測像素點所在圖像的亮度平均值，Cbfflean是被測像素點所在圖像的藍色色度分量平均值，Crfflean是被測像素點所在圖像的紅色色度分量平均值，K被測像素點所在圖像中的像素點的總數，i是加合公式的運算次數，(Xi^yi)表示在一幅圖像中第i次進行該規則運算的像素點的空間位置，Y(Xi，yi)是空間位置為(Xi，yi)的被測像素點在YCbCr顏色模型中的亮度分量值，Cb (xi； Yi)是被測像素點在YCbCr顏色模型中的藍色色度分量值、Cr (Xi，Yi)是被測像素點在YCbCr顏色模型中的紅色色度分量值；色度差定閾規則需要滿足的條件的公式如下所示I Cb (X, y)-Cr (X, y) I ^ λ,其中，(X，y)是被檢測像素點在其所在圖像中的空間位置，Y(x, y)是空間位置為(x，y)的被測像素點在YCbCr顏色模型中的亮度分量值，Cb (x，y)是被測像素點在YCbCr顏色模型中的藍色色度分量值、Cr (X，y)是被測像素點在YCbCr顏色模型中的紅色色度分量值，λ = 20 ；滿足RGB和YCbCr色彩空間比率關係規則的公式如下所示O. 25 彡 G (X，y) / (R (x，y) +1) ( O. 65O. 05 彡 B (X，y) / (R (x，y) +1)彡 O. 45，O. 20 彡 B (X，y) / (G (x，y) +1) ( O. 60其中，(X，y)是被檢測像素點在其所 在圖像中的空間位置，R(x，y)是空間位置為(x，y)的被測像素點在在RGB顏色模型中表示紅色分量的值，G(x，y)是空間位置為(x，y)的被測像素點在RGB顏色模型中表示綠色分量的值，B (x，y)是空間位置為(x，y)的被測像素點在RGB顏色模型中表示藍色分量的值；5)經過DM642處理器中處理後的圖像由輸出接口輸出，傳入計算機等讀取設備進
行查看。本發明的有益效果是(I)本檢測系統採用的是雙FPGA可重構編程器件設置，對圖像做增強處理，使傳入DM642的圖像更清晰；(2)檢測系統中的FPGAl有兩個接頭，可以同時接入兩個圖像傳感器，增強了系統的兼容性；(3)檢測系統通過對圖像的處理，能夠準確的確定火災的火焰點，不會受到大空間中環境複雜因素(如煙霧、人員等)的影響。
圖I是本發明一種基於DM642處理器的火災檢測系統及其使用方法的硬體結構示意圖；圖2是本發明一種基於DM642處理器的火災檢測系統及其使用方法的工作步驟示意圖；圖3是本法明一種基於DM642處理器的火災檢測系統及其使用方法的作用效果圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明進行詳細說明。參見圖I、圖2, —種基於DM642處理器的火災檢測系統,包括FPGAl可重構編程器件，FPGAl可重構編程器件與FPGA2可重構編程器件相連，FPGAl可重構編程器件與圖像傳感器相連，FPGA2可重構編程器件與DM642處理器相連，DM642處理器與輸出設備相連。利用該檢測系統進行火災的檢測，該檢測系統的工作步驟如下I)圖像傳感器連續捕獲圖像；2)將捕獲到的圖像傳輸給FPGAl可重構編程器件；3) FPGAl可重構編程器件將圖像傳輸給FPGA2可重構編程器件；4)FPGA2可重構編程器件將圖像進行增強處理後傳輸給DM642處理器，圖像在DM642處理器中進行如下處理取圖像中的任意一個像素點通過單高斯運動目標檢測算法、通道差異規則、亮度最大規則、色度差定閾和RGB及YCbCr色彩空間比率關係規則五種算法，如果該像素點同時符合這五種算法即被DM642處理器認定為火焰的像素點，將該火焰的像素點標記為綠色，如果該像素點不符合五種算法中的任意一種，則放棄對該像素點的檢測，並且在圖像中的其他像素點中繼續任意選取一個像素點進行五種算法的檢測，直到圖想像中所有像素點經過五種算法的檢測，最後由符合這五種算法的像素點構成的綠色區域即為火焰區域，五種算法在DM642處理器中同步進行，沒有時間的先後順序；其中，單高斯運動目標檢測算法為，對一幅圖像中的被檢測像素點是否為運動的像素點進行檢測；通道差異規則滿足的條件為如下公式Y(x, y) > Cb (x, y)Cr (x, y) > Cb (x, y)，其中，(x, y)是被檢測像素點在其所在圖像中的空間位置，Y(x, y)是空間位置為(x，y)的被測像素點在YCbCr顏色模型中的亮度分量值，Cb (x，y)是被測像素點在YCbCr顏色模型中的藍色色度分量值、Cr (X，y)是被測像素點在YCbCr顏色模型中的紅色色度分量值；亮度最大規則滿足的條件為如下公式
權利要求
1.一種基於DM642處理器的火災檢測系統，其特徵在於，包括FPGAl可重構編程器件，所述FPGAl可重構編程器件與FPGA2可重構編程器件相連，所述FPGAl可重構編程器件與圖像傳感器相連，所述FPGA2可重構編程器件與DM642處理器相連，所述DM642處理器與輸出設備相連。
2.根據權利要求I所述的一種基於DM642處理器的火災檢測系統，其特徵在於，所述FPGAl可重構編程器件具有兩個輸入接口。
3.根據權利要求I所述的一種基於DM642處理器的火災檢測系統，其特徵在於，所述DM642處理器設置有三個輸出接口。
4.一種基於DM642處理器的火災檢測系統的使用方法，其特徵在於，包括權利要求I所述的一種基於DM642處理器的火災檢測系統，該檢測系統按一下步驟工作 .1)所述圖像傳感器連續捕獲圖像； .2)將捕獲到的圖像傳輸給FPGAl可重構編程器件； .3)所述FPGAl可重構編程器件將圖像傳輸給FPGA2可重構編程器件； .4)所述FPGA2可重構編程器件將圖像進行增強處理後傳輸給DM642處理器，圖像在DM642處理器中進行如下處理 取圖像中的任意一個像素點通過單高斯運動目標檢測算法、通道差異規則、亮度最大規則、色度差定閾和RGB及YCbCr色彩空間比率關係規則五種算法，如果該像素點同時符合這五種算法即被DM642處理器認定為火焰的像素點，將該火焰的像素點標記為綠色，如果該像素點不符合五種算法中的任意一種，則放棄對該像素點的檢測，並且在圖像中的其他像素點中繼續任意選取一個像素點進行五種算法的檢測，直到圖想像中所有像素點經過五種算法的檢測，最後由符合這五種算法的像素點構成的綠色區域即為火焰區域， 所述五種算法在DM642處理器中同步進行，沒有時間的先後順序； 其中， 單高斯運動目標檢測算法為，對一幅圖像中的被檢測像素點是否為運動的像素點進行檢測； 通道差異規則滿足的條件為如下公式Y(x, y) > Cb (X, y)Cr (x, y) > Cb (x, y) 』 其中，(x，y)要被檢測像素點在其所在圖像中的空間位置，Y(x，y)是空間位置為(x，y)的被測像素點在YCbCr顏色模型中的亮度分量值，Cb (X，y)是被測像素點在YCbCr顏色模型中的藍色色度分量值、Cr (X，y)是被測像素點在YCbCr顏色模型中的紅色色度分量值；亮度最大規則滿足的條件為如下公式
全文摘要
一種基於DM642處理器的火火檢測系統，包括FPGA1可重構編程器件，所述FPGA1可重構編程器件與FPGA2可重構編程器件相連，所述FPGA1可重構編程器件與圖像傳感器相連，所述FPGA2可重構編程器件與DM642處理器相連，所述DM642處理器與輸出設備相連。本發明的目的是提供一種基於DM642處理器的火災檢測系統，克服了大空間中煙霧、溫度等複雜環境對火災檢測系統的影響，而造成的檢測不準確的問題。
文檔編號G06T7/40GK102789668SQ20121021332
公開日2012年11月21日 申請日期2012年6月26日 優先權日2012年6月26日
發明者呂文, 周靈飛, 宋娟, 張亮, 張文, 徐虎, 沈沛意 申請人:呂文, 周靈飛, 宋娟, 張亮, 張文, 徐虎, 沈沛意