一种火灾预警方法、装置及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种火灾预警方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术：

火灾预警是为了在火灾形成初期发现火情，通知消防人员及时扑灭或者对附近人员进行疏散。发生火灾15分钟之内被称为火灾发展初期，这个阶段的特点是着火点局部温度较高，燃烧的面积不大，燃烧的发展大多比较缓慢，因此在火灾发展初期及时发现并且第一时间报警，能够为火情及时控制提供宝贵的时间。

现有技术中的火灾预警方法主要有基于物理传感器的预警方法和基于热成像摄像机的预警方法，比如，烟雾报警器监测到用火或用电区域空气中烟雾浓度的变化后发起预警，或者热成像摄像机对用火或用电区域的热能分布和温度进行分析，在发现用火或用电区域温度高于火灾报警设定值时发出警报。

以上两类火灾预警方法的原理都是监测到用火或用电区域存在起火的物理信号后触发火灾预警，一般适用于严禁烟火的区域。然而，在日常生活中，厨房、烧烤店、火锅店等需要使用明火或者加热设备的区域也有防火的需求，但是在将现有技术中的火灾预警方法应用于这些场景时，经常存在误报警的情况。比如用户在炒菜时，烟雾报警器就会因为检测到空气中烟雾浓度发生变化而发起火灾预警。

可见，现有技术存在火灾预警准确率低的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种火灾预警方法、装置及计算机可读存储介质，用于解决现有技术存在火灾预警准确率低的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种火灾预警方法，包括：

采集监视区域的红外图像；其中，所述监视区域为用火和/或用电的区域；

根据所述红外图像确定所述监视区域的环境温度是否超过阈值以及确定所述监视区域是否出现指定用户；

在确定所述监视区域的环境温度超过阈值并且所述监视区域未出现指定用户时，发起火灾预警。

本实施方式，采集监视区域的红外图像，然后根据所述红外图像确定所述监视区域的环境温度是否超过阈值以及确定是否在该区域内出现指定用户(比如工作人员)，在确定所述监视区域的环境温度超过阈值并且所述监视区域未出现指定用户时，发起火灾预警。实现了在需要使用明火或者加热设备的区域智能监测隐火情况，在发现异常温度而且非日常工作状态的条件下主动发起火灾预警，实现区分正常用火状态和非常态火灾警情，降低了火灾预警的误报率，解决了现有技术存在火灾预警准确率低的技术问题。

可选的，所述采集监视区域的红外图像，包括：

获取监视区域在近红外波段的红外图像。

本实施方式通过采集监视区域在近红外波段的红外图像实现对检测区域温度和人员的检测，在保证火灾预警准确率的同时，降低了火灾预警的成本。

可选的，所述确定所述监视区域是否出现指定用户，包括：

将所述红外图像输入训练好的具有对人体检测功能的svm分类器；其中，所述svm分类器输入为所述红外图像，输出为所述监视区域出现或未出现指定用户；

根据所述svm分类器的输出确定所述监视区域是否出现指定用户。

本实施方式通过预先训练好的svm分类器对红外图像进行分类，进而确定监视区域是否有人值守，进一步提高了火灾预警准确率。

可选的，在将所述红外图像输入训练好的svm分类器之前，所述方法还包括：

获得若干个红外图像样本；

将所述若干个红外图像样本中包含有指定用户图像的红外图像样本标记为正样本，将所述若干个红外图像样本中没有指定用户图像的红外图像样本标记为负样本；

将标记好的红外图像样本输入到svm分类器中进行训练，获得训练好的svm分类器。

本实施方式基于若干个红外图像样本对svm分类器进行训练，保证了训练出的svm分类器的可靠性，对监控器的图像进行温度阈值和是否有人状态的二次识别，进而进一步提高火灾预警准确率。

可选的，在将所述若干个红外图像样本中包含有指定用户图像的红外图像样本标记为正样本，将所述若干个红外图像样本中没有指定用户图像的红外图像样本标记为负样本之前，所述方法还包括：

将所述若干个红外图像样本中的所有红外图像样本缩放至同一尺寸。

本实施方式量所有红外图像样本缩放至同一尺寸，进一步保证了训练出的svm分类器的可靠性，进而进一步提高火灾预警准确率。

可选的，所述发起火灾预警，包括：

开启声光报警功能，并向移动终端发送报警信息。

本实施方式通过声光报警和向移动终端发送报警信息，可以使得用户及时收到预警，消除火灾安全隐患，提高了用户体验。

第二方面，本发明实施例提供一种火灾预警装置，包括通信连接的图像采集器、处理器以及报警器；

其中，所述图像采集器用于：采集监视区域的红外图像，并将采集到的所述红外图像发送给所述处理器；其中，所述监视区域为用火和/或用电的区域；

所述处理器用于：根据所述红外图像确定所述监视区域的环境温度是否超过阈值以及确定所述监视区域是否出现指定用户；在确定所述监视区域的环境温度超过阈值并且所述监视区域未出现指定用户时，控制所述报警器发起火灾预警。

本实施方式通过图像采集器、处理器以及报警器实现了在需要使用明火或者加热设备的区域智能监测隐火情况，在发现异常温度而且非日常工作状态(比如无人值守)的条件下主动发起火灾预警，降低了火灾预警的误报率，解决了现有技术存在火灾预警准确率低的技术问题。

可选的，所述图像采集器具体为加装有红外滤波片的cmos摄像头；其中，所述红外滤波片的截止波长为0.7-0.8微米；

所述图像采集器具体用于：获取监视区域在近红外波段的红外图像。

本实施方式通过在cmos摄像头加装红外滤波片实现近红外图像的采集，大幅减小了硬件成本和设备的安装难度。

可选的，所述处理器具体为arm处理器、可编程器件fpga、图形处理器gpu或者特定应用集成电路asic；

所述处理器用于：将所述红外图像输入训练好的svm分类器；其中，所述svm分类器输入为所述红外图像，输出为所述监视区域出现或未出现指定用户；根据所述svm分类器的输出确定所述监视区域是否出现指定用户。

本实施方式通过arm处理器、fpga、gpu或者asic等微型处理器和图像采集器、报警器的配合实现对需要使用明火或者加热设备的区域进行火灾预警，在提高火灾预警准确率的同时，可进一步缩小火灾预警装置的体积，降低了硬件成本和设备安装的难度。

可选的，所述报警器包括声光报警模块和通信模块；

所述处理器用于：在确定所述监视区域的环境温度超过阈值并且所述监视区域未出现指定用户时，控制所述声光报警模块发起声光报警以及控制所述通信模块向移动终端发送报警信息。

本实施方式通过声光报警模块和通信模块实现声光报警功能和向移动终端发送报警信息的功能，可以使得用户及时收到预警，消除火灾安全隐患，提高了用户体验。

第三方面，本发明实施提供一种火灾预警装置，包括：

采集单元，用于采集监视区域的红外图像，并将采集到的所述红外图像发送给所述处理模块；其中，所述监视区域为用火和/或用电的区域；

处理单元，用于根据所述红外图像确定所述监视区域的环境温度是否超过阈值以及确定所述监视区域是否出现指定用户；在确定所述监视区域的环境温度超过阈值并且所述监视区域未出现指定用户时，发起火灾预警。

可选的，所述采集单元用于：

获取监视区域在近红外波段的红外图像。

可选的，所述处理单元用于：

将所述红外图像输入训练好的svm分类器；其中，所述svm分类器输入为所述红外图像，输出为所述监视区域出现或未出现指定用户；

根据所述svm分类器的输出确定所述监视区域是否出现指定用户。

可选的，所述处理单元还用于：在将所述红外图像输入训练好的svm分类器之前，获得若干个红外图像样本；

将所述若干个红外图像样本中包含有指定用户图像的红外图像样本标记为正样本，将所述若干个红外图像样本中没有指定用户图像的红外图像样本标记为负样本；

将标记好的红外图像样本输入到svm分类器中进行训练，获得训练好的svm分类器。

可选的，所述处理单元还用于：在将所述若干个红外图像样本中包含有指定用户图像的红外图像样本标记为正样本，将所述若干个红外图像样本中没有指定用户图像的红外图像样本标记为负样本之前，将所述若干个红外图像样本中的所有红外图像样本缩放至同一尺寸。

可选的，所述处理单元用于：开启声光报警功能，并向移动终端发送报警信息。

第四方面，本发明实施提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行本发明实施例第一方面或第一方面的任一种可选的实施方式所述的方法。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例技术方案采集监视区域的红外图像，然后根据所述红外图像确定所述监视区域的环境温度是否超过阈值以及确定所述监视区域是否出现指定用户，在确定所述监视区域的环境温度超过阈值并且所述监视区域未出现指定用户时，发起火灾预警。实现了在需要使用明火或者加热设备的区域智能监测隐火情况，在发现异常温度而且非日常工作状态的条件下主动发起火灾预警，实现区分正常用火状态和非常态火灾警情，降低了火灾预警的误报率，解决了现有技术存在火灾预警准确率低的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种火灾预警方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中一种火灾预警装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中又一种火灾预警装置的结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术存在火灾预警准确率低的技术问题，本发明实施例提供一种火灾预警方法、装置及计算机可读存储介质。下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

在介绍本发明实施例技术方案之前，先对本发明实施例中出现的一些术语进行解释：

在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。在本发明实施例的描述中“多个”，是指两个或两个以上。

本发明实施例中的“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明实施例中的“hog特征”，具体是指方向梯度直方图(histogramoforientedgradient，hog)特征，是一种在计算机视觉和图像处理中用来进行物体检测的特征描述子。它通过计算局部区域上的梯度方向直方图来构成人体特征,能够很好地描述人体的边缘。它对光照变化和小量的偏移不敏感。

本发明实施例中的“svm分类器”，具体是指支持向量机(supportvectormachine，svm)分类器，主要用于解决模式识别领域中的数据分类问题，属于有监督学习算法的一种。

本发明实施例中的“opencv”，是一个基于bsd许可(开源)发行的跨平台计算机视觉库，可以运行在linux、windows、android和macos操作系统上。它由一系列c函数和少量c++类构成，轻量级而且高效，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。

下面介绍本发明实施例技术方案：

请参见图1，本发明实施例提供一种火灾预警方法，包括：

s101，采集监视区域的红外图像；

其中，监视区域具体为用火和/或用电的区域。例如：厨房、烧烤店、火锅店、使用大功率电器(如取暖机、微波炉、电磁炉)的房间等。

作为一种可选的实施方式，红外图像具体可以是近红外波段的红外图像。通过该近红外图像不仅能够获得准确的环境温度信息，而且更能够识别提供不受环境光影响的、高质量的人体图像。

s102，根据红外图像确定监视区域的环境温度是否超过阈值以及确定监视区域是否出现指定用户；

在具体实施时，阈值本领域技术人员可以根据实际情况进行选择，本发明实施例不做具体限制。比如，设置厨房场景的温度阈值可以适当高于使用微波炉的房间的温度阈值。

在具体实施时，指定用户具体类型本领域技术人员可以根据实际情况进行选择，本发明实施例不做具体限制。比如：该指定用户可以是任何具有生命特征的人；又如：该指定用户可以是年纪处于10～65岁之间的人，以保证该指定用户有能力及时消灭火情隐患；又如：该指定用户是家庭的主人，这样还能够避免陌生人潜入家中纵火。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，确定监视区域是否出现指定用户可通过计算机视觉人体检测技术对所述红外图像进行预处理实现。例如，使用深度学习算法yolo或者faser-rcnn提取行人特征，识别所述红外图像中是否有人来确定。下面以svm分类器为例进行详细说明。

具体的，将红外图像输入训练好的svm分类器；其中，svm分类器输入为红外图像，输出为监视区域出现或未出现指定用户；根据svm分类器的输出确定监视区域是否出现指定用户。

进一步的，svm分类器训练过程主要包括：首先收集若干个红外图像样本；然后，将若干个红外图像样本中包含有指定用户图像的红外图像样本标记为正样本，将若干个红外图像样本中没有指定用户图像的红外图像样本标记为负样本；最后，将标记好的红外图像样本输入到svm分类器中进行训练，获得训练好的svm分类器。

为了更加清楚地理解svm分类器的训练过程，下面列举一种可能具体实施方式。具体实现方案步骤如下：

(1)收集训练图片集合，图中有人图片归纳到正样本图片文件夹，反之归纳到负样本图片文件夹；

(2)收集到一定数量的训练样本图片，对图片进行裁剪，保留其中出现人的区域；

例如，对于图片是后厨的画面，需要判断图片中是否出现了工作人员(如厨师)，人工地将图片中厨师区域的裁剪并且保存，放置在正样本文件夹中，其余没有厨师出现的区域图片保存在负样本图片文件夹中。

(3)将所有训练样本缩放到同样的尺寸；

此处缩放的尺寸可以和实际使用的火灾预警装置采集的图像的尺寸一致，例如64*128。

(4)将正样本图片文件夹中每个图片提取其的hog特征，并且添加图片标记为1；将负样本图片文件夹中每个图片提取其的hog特征，并且将添加图片标记为0；

(5)将正负样本图片的hog特征以及正负样本图片的标签，输入到svm分类器中进行训练；

(6)svm训练之后，将结果保存为文本文件；

(7)适用训练得到的svm分类器替换opencv中行人检测默认分类器，然后将其部署到火灾预警装置中，就可以实现火灾预警装置对指定用户的检测。

s103，在确定监视区域的环境温度超过阈值并且监视区域未出现指定用户时，发起火灾预警。

在具体实施时，发起火灾预警的方式本领域技术人员可以根据实际情况进行选择，本发明实施例不做具体限制。这里例举其中一种可能的实现方式：开启火灾预警装置的声光报警功能(比如使报警装置上的led指示灯闪烁、使报警装置发出报警语音等)，并向移动终端发送报警信息(比如拨打电话、发送短信通知等)，使得用户及时收到预警，消除火灾安全隐患。

在上述方案中，通过采集监视区域的红外图像，然后根据红外图像确定监视区域的环境温度是否超过阈值以及确定监视区域是否出现指定用户，在确定监视区域的环境温度超过阈值并且监视区域未出现指定用户时，发起火灾预警，实现了在需要使用明火或者加热设备的区域智能监测隐火情况，在发现异常温度而且非日常工作状态的条件下主动发起火灾预警，降低了火灾预警的误报率，解决了现有技术存在火灾预警准确率低的技术问题。

请参见图2，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种火灾预警装置，用于实现本发明实施上述的火灾预警方法；

所述装置具体包括通信连接的图像采集器201、处理器202以及报警器203；

其中，图像采集器201用于：采集监视区域的红外图像，并将采集到的红外图像发送给处理器202；其中，该监视区域为用火和/或用电的区域；

处理器202用于：根据红外图像确定监视区域的环境温度是否超过阈值以及确定监视区域是否出现指定用户；在确定监视区域的环境温度超过阈值并且监视区域未出现指定用户时，控制报警器203发起火灾预警。

需要说明的是，在具体实施时，图像采集器201、处理器202以及报警器203可以集成在一个物理实体上(比如集成在摄像机上)，也可以分别设置在不同的物理实体上然后通过有线或者无线方式进行通信连接。

本实施方式通过图像采集器201、处理器202以及报警器203实现了在需要使用明火或者加热设备的区域智能监测隐火情况，在发现异常温度而且非日常工作状态的条件下主动发起火灾预警，降低了火灾预警的误报率，解决了现有技术存在火灾预警准确率低的技术问题。

可选的，图像采集器201具体为加装有红外滤波片的互补金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor，cmos)摄像头；其中，红外滤波片的截止波长为0.7-0.8微米；

图像采集器201具体用于：获取监视区域在近红外波段的红外图像。

本实施方式通过在cmos摄像头上加装红外滤波片实现近红外图像的采集，大幅减小了硬件成本和设备的安装难度。

可选的，处理器202具体可以为arm处理器、可编程器件(field－programmablegatearray，fpga)、图形处理器(graphicsprocessingunit，gpu)、专门设计的集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)中的一个或者多个的组合，本发明实施不做具体限制。

处理器202用于：将红外图像输入训练好的svm分类器；其中，svm分类器输入为红外图像，输出为监视区域出现或未出现指定用户；根据svm分类器的输出确定监视区域是否出现指定用户。

本实施方式通过部署有svm分类器的arm处理器、fpga、gpu或者asic等微型处理器和图像采集器201、报警器203的配合实现对需要使用明火或者加热设备的区域进行火灾预警，在提高火灾预警准确率的同时，可进一步缩小火灾预警装置的体积，降低了硬件成本和设备安装的难度，并且还可以实现离线监测火灾隐患，提高了装置的适用性。

可选的，报警器203包括声光报警模块和通信模块；

处理器202用于：在确定监视区域的环境温度超过阈值并且监视区域未出现指定用户时，控制声光报警模块发起声光报警以及控制通信模块向移动终端发送报警信息。

本实施方式通过声光报警模块和通信模块实现声光报警功能和向移动终端发送报警信息的功能，可以使得用户及时收到预警，消除火灾安全隐患，提高了用户体验。

可选的，该装置还可以包括存储器，存储器可以包括只读存储器(readonlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)和磁盘存储器。存储器用于存储处理器202运行时所需的数据。

本发明方法和装置基于同一发明构思，由于方法及装置解决问题的原理相似，以上装置的各部分所执行操作的具体实现方式可以参照本发明实施例上述火灾预警方法中对应的步骤，因此装置与方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。

请参见图3，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种火灾预警装置，包括：

采集单元301，用于采集监视区域的红外图像，并将采集到的所述红外图像发送给所述处理模块；其中，所述监视区域为用火和/或用电的区域；

处理单元302，用于根据所述红外图像确定所述监视区域的环境温度是否超过阈值以及确定所述监视区域是否出现指定用户；在确定所述监视区域的环境温度超过阈值并且所述监视区域未出现指定用户时，发起火灾预警。

可选的，所述采集单元301用于：

获取监视区域在近红外波段的红外图像。

可选的，所述处理单元302用于：

将所述红外图像输入训练好的svm分类器；其中，所述svm分类器输入为所述红外图像，输出为所述监视区域出现或未出现指定用户；

根据所述svm分类器的输出确定所述监视区域是否出现指定用户。

可选的，所述处理单元302还用于：在将所述红外图像输入训练好的svm分类器之前，获得若干个红外图像样本；

将所述若干个红外图像样本中包含有指定用户图像的红外图像样本标记为正样本，将所述若干个红外图像样本中没有指定用户图像的红外图像样本标记为负样本；

将标记好的红外图像样本输入到svm分类器中进行训练，获得训练好的svm分类器。

可选的，所述处理单元302还用于：在将所述若干个红外图像样本中包含有指定用户图像的红外图像样本标记为正样本，将所述若干个红外图像样本中没有指定用户图像的红外图像样本标记为负样本之前，将所述若干个红外图像样本中的所有红外图像样本缩放至同一尺寸。

可选的，所述处理单元302用于：开启声光报警功能，并向移动终端发送报警信息。

本发明所述方法和装置基于同一发明构思，由于方法及装置解决问题的原理相似，以上各单元所执行操作的具体实现方式可以参照本发明实施例上述火灾预警方法中对应的步骤，因此装置与方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行本发明实施例所述的火灾预警方法。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。