基于机器视觉的烟雾火焰检测识别方法研究与实现开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

随着经济快速发展，火和烟在日常生活中出现的越发频繁。火虽然会为我们的生活提供便利，但是也会给我们带来了各种灾难。例如火灾的发生。火灾会对我们的生命和财产造成了很大的威胁^[1]，严重的时候会导致家破人亡生灵涂炭的局面。就2021年以来我国青岛地区就发生了3起火灾，死亡4人，死亡人数及火灾起数相比较2020年同比上升300%，“小火亡人”形势异常严峻。所以对火焰进行实时监测就很有必要。但是在户外监测时，可能会存在植物或者其他物体遮挡，进而就导致我们不能直接观察到火焰，所以不能达到很好的监测效果。通常在火灾发生初期会有烟雾的产生并且在一定的空间范围内进行传播，所以我们可以选择对烟雾进行检测，从而就可以达到预防的火灾目的。

2. 研究的基本内容和问题

本课题主要通过运用图像处理技术相关知识和matlab环境来进行研究，研究内容有以下几个方面：

（1）火焰和烟雾图像的采集以及前期的预处理，用来减少图像的噪声，以方便我们后续的图像识别；

（2）研究火焰图像和烟雾图像应选取哪一种分割的方法，选取适当的分割方式，为火焰和烟雾检测提供候选区域；

3. 研究的方法与方案

第一步，对火焰烟雾图像进行采集。通常情况是监控设备录制，得到所需要的视频图像。

第二步，对火焰颜色空间进行选取。对比rgb颜色空间和hsv颜色空间检测效果。选取在hsv颜色空间进行火焰颜色的识别。

第三步，识别火焰。对疑似火焰区域进行处理之后再利用火焰本身的形状特性以及启明特性来进行火焰的识别，若符合火焰特征则进行警告该区域有火焰。识别出来之后将火焰区域框出。

4. 研究创新点

[1]shi j t,yuan f n ,xia x .video smoke detection: a literature survey [j].journal ofimage and graphics,2018,23(3):303-322.

[2]huangl,song j m, zhang m q ,el al. optical flow based guidance system design forsemi-strapdown image homing guided missiles[j].chinese journal ofaeronautics,2016,29(5):1345-1354.

[3]tong b b,wang s t .video smoke detection using two-level classification algorithm[j].computer science,2015,42(3):301-306

5. 研究计划与进展

（1）2021.3.2-2021.3.15查阅资料，填写开题报告，完成外文资料的翻译。

（2）2021.3.16-2021.3.22熟悉matlab环境及图像处理工具箱。

（3）2021.3.23-2021.4.6对含有烟雾和火焰的图像适当预处理，根据烟雾火焰特点，提取特征。