基于颜色特征的火焰检测新算法.docx

第 ４４卷 第 ６期吉 林 大 学 学 报 （工 学 版 ）Ｖｏｌ．４４ Ｎｏ．６２０１４年 １１月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｄｉｔｉｏｎ）Ｎｏｖ．２０１４基于颜色特征的火焰检测新算法耿庆田１，２，于繁华２，赵宏伟１，王闯１（１．吉林大学 计算机科学与技术学院 ，长 春 １３００２２；２．长春师范大学 计算机科学与技术学院 ，长 春 １３００３２）摘 要：针对当前计算机视觉火焰检测算法无法实现高准确率和低误报率的问题 ，提出了一种 基于颜色模型的候选火焰图像元素分类算法。 该算法首先对 ＲＧＢ 模型各通道求均值获得新 的图像样本，再利用 ＹＣｂＣｒ颜色空间建立火焰图像元素分类模型 ，通过设计 ＹＣｂＣｒ颜色模型 新规则来减少由于图像亮度发生变化而产生的干扰 ，火焰像素检测率得到显著提高 ，能够较为 准确地识别火焰，有较高的实用价值 。关键词：计算机应用；图像识别；火焰检测；颜色规则中图分类号：ＴＰ３９１．４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１－５４９７（２０１４）０６－１７８７－０６ＤＯＩ：１０．１３２２９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｄｘｂｇｘｂ２０１４０６０３８ＮｅｗａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｆｌａｍｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｃｏｌｏｒｆｅａｔｕｒｅｓＧＥＮＧ Ｑｉｎｇ－ｔｉａｎ１，２，ＹＵ Ｆａｎ－ｈｕａ２，ＺＨＡＯ Ｈｏｎｇ－ｗｅｉ１，ＷＡＮＧ Ｃｈｕａｎｇ１（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈａｎｇｃｈｕｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇｃｏｍｐｕｔｅｒｖｉｓｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｔｏａｃｈｉｅｖｅｅａｒｌｙｆｉｒｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｓａｈｏｔｒｅｓｅａｒｃｈｔｏｐｉｃ．Ｉｎｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａｃａｎｄｉｄａｔｅｆｌａｍｅｐｉｘｅｌｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｃｏｌｏｒｍｏｄｅｌ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆ ｔｈｅｆｌａｍｅｒｅｇｉｏｎｉｎＲＧＢａｎｄＹＣｂＣｒｃｏｌｏｒｍｏｄｅｌｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＴｈｅｎＹＣｂＣｒｍｏｄｅｌｉｓｕｓｅｄｔｏｂｕｉｌｄｆｌａｍｅ ｐｉｘｅｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌ．ＩｎａｄｄｉｔｉｏｎｂｙｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇｔｈｅｒｕｌｅｓｂａｓｅｄｏｎＲＧＢｃｏｌｏｒｍｏｄｅｌｉｎｔｏｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｒｕｌｅｓ ｉｎＹＣｂＣｒｃｏｌｏｒｍｏｄｅｌ，ｎｅｗｒｕｌｅｓｉｎＹＣｂＣｒｃｏｌｏｒｍｏｄｅｌａｒｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｗｈｉｃｈｃａｎｆｕｒｔｈｅｒａｌｌｅｖｉａｔｅｔｈｅｈａｒｍｆｕｌ ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｈａｎｇｉｎｇｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｒｅａｌ－ｔｉｍｅｆｉｒｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｕｔｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ；ｐａｔｔｅｒｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；ｆｌａｍｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｃｏｌｏｒｂａｓｅｄｒｕｌｅｓ随着计算机视觉及图像处理技术的发展 ，基 于计算机视觉的火焰检测技术逐渐取代了传统的 火灾检测。由于火焰最显著静态特质是其颜色， 火焰识别算法主要利用视频图像中颜色与亮度的 相关信息，所以 对火焰颜色的特征提取是火焰识 别过程的关键。在有关火焰检测技术中对颜色空 间应用研究也日益增多。Ｃｈｅｎ［１］等 根据 ＲＧＢ 颜色 模型 设计出能够区分火焰各种像素的规则。Ｔｏｒｅｙｉｎ［２］等使用 高 斯 混 合 模 型 提 取 背 景 并 以 火 焰像素库为基础获得的 ＲＧＢ 颜色检测模型来实 现火焰存 在 检 测。 Ｍａｒｂａｃｈ［３］等 使 用 ＹＵＶ 颜 色 模型判断 疑 似 区 域 是 否 有 火 焰 存 在。Ｃｅｌｉｋ［４］等使用模糊逻辑结合 ＹＣｂＣｒ颜 色模型 建 立 火 焰 检 测库达到疑似火焰区域识别。以上所述各种火焰收稿日期 ：２０１３－０４－１２．基金项目 ：国家自然科学基金项目；吉林省自然科学基金项目（２０１４０１０１１８４ＪＣ）；吉 林省教育厅 “十 二五” 科学技术研究项目（２０１４２６９）．作者简介 ：耿 庆田（１９７２－），男 ，副 教授 ，博 士研究生 ．研 究方向 ：图 像处理 ，模 式识别 ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｔｇｅｎｇ＠１６３．ｃｏｍ通信作者 ：赵 宏伟（１９６２－），男，教授，博士生导师．研究方向：智能信息系统