一种油田防火预警系统及其判定火灾级别的方法
【专利摘要】一种油田防火预警系统及其判定火灾级别的方法。本发明涉及一种油田防火预警系统，该系统由前端视频监控装置、传输网络模块、监控客户端组成，所述的前端视频监控装置通过传输网络模块连接监控客户端，所述的传输网络模块为wifi无线网络模块，所述的监控客户端包括视频监视播放客户端和火灾识别模块。本发明采用wifi无线传输，监控范围广，抗干扰能力比以往的监控方法更强，实时性更强，可以全天候不间断监控；本发明实现远程监控，用手持终端监控，从而减轻了监控人员的负担，方便油田灾情的及时发现和处理。
【专利说明】一种油田防火预警系统及其判定火灾级别的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种油田防火预警系统及其判定火灾级别的方法，属于监控技术领 域。
【背景技术】
[0002] 油田是火灾发生的高危区域，并且由于特殊的环境和条件，一旦发生火灾，十分容 易造成巨大的损失。油田在户外，而且一般环境恶劣，传统的火灾监控方式存在局限性。烟 雾传感器需要在产生足够的烟雾的时候才能产生反应，尤其是在户外、多风的条件下，火灾 发生一段时间以后才能发出警报，这无疑增大了救灾的难度。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的不足，本发明公开了一种油田防火预警系统；
[0004] 本发明还公开了一种利用上述系统判定火灾级别的方法。
[0005] 本发明的技术方案为：
[0006] -种油田防火预警系统，该系统由前端视频监控装置、传输网络模块、监控客户端 组成，所述的前端视频监控装置通过传输网络模块连接监控客户端，所述的传输网络模块 为Wifi无线网络模块，所述的监控客户端包括视频监视播放客户端和火灾识别模块。
[0007] 根据本发明优选的，所述的前端视频监控装置用于拍摄油田现场的画面；所述的 传输网络模块用于将前端视频监控装置拍摄的油田现场的画面传输至监控客户端；所述的 视频监视播放客户端用于播放所述的前端视频监控装置拍摄的油田现场的画面；所述的火 灾识别模块通过前端视频监控装置拍摄的油田现场的画面判定火灾级别。
[0008] 根据本发明优选的，所述的前端视频监控装置包含网络摄像头。
[0009] 根据本发明优选的，所述的视频监视播放客户端为计算机、手机或其他手持终端。
[0010] 一种利用上述系统判定火灾级别的方法，具体步骤包括：
[0011] (1)所述的前端视频监控装置拍摄油田现场的画面；
[0012] (2)所述的传输网络模块通过wifi将步骤（1)前端视频监控装置拍摄的油田现场 的画面无线传输至监控客户端；
[0013] (3)所述的监控客户端根据步骤⑵传输的油田现场的画面判断油田现场火灾的 级别。
[0014] 根据本发明优选的，所述的步骤（3)判断油田现场火灾的级别，具体步骤包括：
[0015] a、所述的步骤（2)传输的油田现场的画面RGB图像的R值、G值、B值分别为a、b、 c ；
[0016] 如果所述的RGB图像的R值、G值、B值满足a > b > c且|a_c|彡90且|b_c|彡40， 则判定所述的RGB图像的火焰颜色为红色；即设定存在三级异常；
[0017] 如果所述的RGB图像的R值、G值、B值满足c > b > a且|a_c|彡90且|b_c|彡40， 则判定所述的RGB图像的火焰颜色为蓝色；即设定存在三级异常；
[0018] 否则，判定不存在火灾；
[0019] b、将所述的步骤a得到的设定存在三级异常的RGB图像转化为灰度图像；转化后 的灰度图像的R值、G值、B值通过下式计算：
[0020] R = G = B = (a+b+c)/3 i
[0021] c、如果 I I^-Ux) I > Tn(x)并且 I In(x)_In_2(x) I > Tn(x)，则判定所述的灰度 图像中点x是运动点，设定存在二级异常；否则，判定所述的灰度图像中点x是不动点，判定 存在二级异常；
[0022] 其中，X表示步骤b转化后的灰度图像中的任一点；Ιη(χ)表示步骤b转化后的灰 度图像点X第η帧位置的灰度，I n_i (X)表示步骤b转化后的灰度图像点X第η-I帧位置的 灰度；(X)表示步骤b转化后的灰度图像点X第n-2帧位置的灰度；所述的η为大于2的 整数；
[0023] 所述的Τη (X)表示判断的阈值；如果X是运动点，则Τη+1 (X) = Τη (X);如果X是不动 点，则Tn+1(x) = aB^ + a-cOUx)，！^) =20,所述的α是无限接近于1的正实数；
[0024] 所述的Βη(χ)表示步骤b转化后的灰度图像点X第η帧位置的强度值；如果X是 运动点，则 Βη+1(χ) =Βη(χ);如果 X 是不动点，则 Βη+1(χ) = αΒη(χ) + (1-α)Ιη(χ)出々）= Ii(x);
[0025] d、将步骤c设定存在二级异常的图像与数据库中每种火焰抖动画面进行边缘检 测处理，所述的数据库为现有技术中已经存在的包含各种火焰抖动画面的数据库；所述的 边缘检测处理方法为将高斯滤波和拉普拉斯边缘检测结合到一起的高斯拉普拉斯边缘检 测算子；具体步骤包括：
[0026] 用标记法沿（0, -1)、（1，-1)、（1，0)、（1，1)、（0, 1)五个方向从上到下跟踪扫描 所述的设定存在二级异常的图像边缘曲线图的每一帧图像，如果扫描未找到目标黑点，则 认为轮廓不规则，不存在火焰尖角；如果扫描找到目标黑点，则认为轮廓规则，存在火焰尖 角；统计所述设定存在二级异常的图像边缘曲线图的每一帧图像的火焰尖角数，设定相邻 四帧图像的火焰尖角数依次为(： 1、(：2、(：3、(；，相隔一帧图像火焰尖角数之差为〇，其中，〇1 = |c4-c2| ;相邻四帧图像的火焰尖角变化率为R，R= (Di+Dj/hTH为设定的阈 值，TH = 1 ;
[0027] 如果R > TH，则判定存在一级异常；否则，则判定存在二级异常。
[0028] 本发明的有益效果为：
[0029] 1、本发明采用wifi无线传输，监控范围广，抗干扰能力比以往的监控方法更强，实 时性更强，可以全天候不间断监控；
[0030] 2、本发明实现远程监控，用手持终端监控，从而减轻了监控人员的负担，方便油田 灾情的及时发现和处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 图1为本发明的示意图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。
[0033] 实施例1
[0034] 一种油田防火预警系统，该系统由前端视频监控装置、传输网络模块、监控客户端 组成，所述的前端视频监控装置通过传输网络模块连接监控客户端，所述的传输网络模块 为wifi无线网络模块，所述的监控客户端包括视频监视播放客户端和火灾识别模块。
[0035] 所述的前端视频监控装置用于拍摄油田现场的画面；所述的传输网络模块用于将 前端视频监控装置拍摄的油田现场的画面传输至监控客户端；所述的视频监视播放客户端 用于播放所述的前端视频监控装置拍摄的油田现场的画面；所述的火灾识别模块通过前端 视频监控装置拍摄的油田现场的画面判定火灾级别。
[0036] 所述的前端视频监控装置包含网络摄像头。
[0037] 所述的视频监视播放客户端为计算机。
[0038] 实施例2
[0039] -种油田防火预警系统，该系统由前端视频监控装置、传输网络模块、监控客户端 组成，所述的前端视频监控装置通过传输网络模块连接监控客户端，所述的传输网络模块 为wifi无线网络模块，所述的监控客户端包括视频监视播放客户端和火灾识别模块。
[0040] 所述的前端视频监控装置用于拍摄油田现场的画面；所述的传输网络模块用于将 前端视频监控装置拍摄的油田现场的画面传输至监控客户端；所述的视频监视播放客户端 用于播放所述的前端视频监控装置拍摄的油田现场的画面；所述的火灾识别模块通过前端 视频监控装置拍摄的油田现场的画面判定火灾级别。
[0041] 所述的前端视频监控装置包含网络摄像头。
[0042] 所述的视频监视播放客户端为手机。
[0043] 实施例3
[0044] 一种利用上述实施例1或实施例2所述的油田防火预警系统判定火灾级别的方 法，具体步骤包括：
[0045] (1)所述的前端视频监控装置拍摄油田现场的画面；
[0046] (2)所述的传输网络模块通过wifi将步骤（1)前端视频监控装置拍摄的油田现场 的画面无线传输至监控客户端；
[0047] (3)所述的监控客户端根据步骤⑵传输的油田现场的画面判断油田现场火灾的 级别。
[0048] 所述的步骤（3)判断油田现场火灾的级别，具体步骤包括：
[0049] a、所述的步骤（2)传输的油田现场的画面RGB图像的R值、G值、B值分别为a、b、 c ；
[0050] 如果所述的RGB图像的R值、G值、B值满足a > b > c且|a_c|彡90且|b_c|彡40， 则判定所述的RGB图像的火焰颜色为红色；即设定存在三级异常；
[0051] 如果所述的RGB图像的R值、G值、B值满足c > b > a且|a_c|彡90且|b_c|彡40， 则判定所述的RGB图像的火焰颜色为蓝色；即设定存在三级异常；
[0052] 否则，判定不存在火灾；
[0053] b、将所述的步骤a得到的设定存在三级异常的RGB图像转化为灰度图像；转化后 的灰度图像的R值、G值、B值通过下式计算：
[0054] R = G = B = (a+b+c)/3 i
[0055] c、如果 I I^-Ux) I > Tn(x)并且 I In(x)_In_2(x) I > Tn(x)，则判定所述的灰度 图像中点x是运动点，设定存在二级异常；否则，判定所述的灰度图像中点x是不动点，判定 存在二级异常；
[0056] 其中，X表示步骤b转化后的灰度图像中的任一点；Ιη(χ)表示步骤b转化后的灰 度图像点X第η帧位置的灰度，I n_i (X)表示步骤b转化后的灰度图像点X第n-1帧位置的 灰度；
[0057] In_2 (X)表示步骤b转化后的灰度图像点X第n-2帧位置的灰度；所述的η为大于 2的整数；
[0058] 所述的Τη(χ)表示判断的阈值；如果X是运动点，则Τη+1 (X) = Τη(χ);如果X是不 动点，则 Τη+1(χ) = αΒηΟΟ + α-αΠ ^χ)，！^) =20,所述的 α = 0.9999;
[0059] 所述的Βη(χ)表示步骤b转化后的灰度图像点χ第η帧位置的强度值；如果χ是 运动点，则 Βη+1(χ) =Βη(χ);如果 X 是不动点，则 Βη+1(χ) = αΒη(χ) + (1-α)Ιη(χ)出々）= Ii(x);
[0060] d、将步骤c设定存在二级异常的图像与数据库中每种火焰抖动画面进行边缘检 测处理，所述的数据库为现有技术中已经存在的包含各种火焰抖动画面的数据库；所述的 边缘检测处理方法为将高斯滤波和拉普拉斯边缘检测结合到一起的高斯拉普拉斯边缘检 测算子；具体步骤包括：
[0061] 用标记法沿（0, -1)、（1，-1)、（1，0)、（1，1)、（0, 1)五个方向从上到下跟踪扫描 所述的设定存在二级异常的图像边缘曲线图的每一帧图像，如果扫描未找到目标黑点，则 认为轮廓不规则，不存在火焰尖角；如果扫描找到目标黑点，则认为轮廓规则，存在火焰尖 角；统计所述设定存在二级异常的图像边缘曲线图的每一帧图像的火焰尖角数，设定相邻 四帧图像的火焰尖角数依次为Cp C2、C3、C4，相隔一帧图像火焰尖角数之差为D，其中，Di = |C4-C2| ;相邻四帧图像的火焰尖角变化率为R，R= (Di+Dj/hTH为设定的阈 值，TH = 1 ;
[0062] 如果R > TH，则判定存在一级异常；否则，则判定存在二级异常。
【权利要求】
1. 一种油田防火预警系统，该系统由前端视频监控装置、传输网络模块、监控客户端组 成，所述的前端视频监控装置通过传输网络模块连接监控客户端，其特征在于，所述的传输 网络模块为Wifi无线网络模块，所述的监控客户端包括视频监视播放客户端和火灾识别模 块。
2. 根据权利要求1所述的一种油田防火预警系统，其特征在于，所述的前端视频监控 装置用于拍摄油田现场的画面；所述的传输网络模块用于将前端视频监控装置拍摄的油田 现场的画面传输至监控客户端；所述的视频监视播放客户端用于播放所述的前端视频监控 装置拍摄的油田现场的画面；所述的火灾识别模块通过前端视频监控装置拍摄的油田现场 的画面判定火灾级别。
3. 根据权利要求1所述的一种油田防火预警系统，其特征在于，所述的前端视频监控 装置包含网络摄像头。
4. 根据权利要求1-3任意一项所述的一种油田防火预警系统，其特征在于，所述的视 频监视播放客户端为计算机、手机或其他手持终端。
5. -种利用权利要求1所述的油田防火预警系统判定火灾级别的方法，其特征在于， 具体步骤包括： (1) 所述的前端视频监控装置拍摄油田现场的画面； (2) 所述的传输网络模块通过wifi将步骤（1)前端视频监控装置拍摄的油田现场的画 面无线传输至监控客户端； (3) 所述的监控客户端根据步骤（2)传输的油田现场的画面判断油田现场火灾的级 别。
6. 根据权利要求5所述的判定火灾级别的方法，其特征在于，所述的步骤（3)判断油田 现场火灾的级别，具体步骤包括： a、 所述的步骤（2)传输的油田现场的画面RGB图像的R值、G值、B值分别为a、b、c; 如果所述的RGB图像的R值、G值、B值满足a > b > c且I a-c I彡90且I b-c I彡40， 则判定所述的RGB图像的火焰颜色为红色；即设定存在三级异常； 如果所述的RGB图像的R值、G值、B值满足c > b > a且| a-c |彡90且| b-c |彡40， 则判定所述的RGB图像的火焰颜色为蓝色；即设定存在三级异常； 否则，判定不存在火灾； b、 将所述的步骤a得到的设定存在三级异常的RGB图像转化为灰度图像；转化后的灰 度图像的R值、G值、B值通过下式计算： R = G = B = (a+b+c)/3 i C、如果llJxhUx) I >Tn(x)并且|ln(x)_In_2(x) I >Tn(x)，则判定所述的灰度图像 中点X是运动点，设定存在二级异常；否则，判定所述的灰度图像中点X是不动点，判定存在 二级异常； 其中，X表示步骤b转化后的灰度图像中的任一点；Ιη(χ)表示步骤b转化后的灰度图 像点X第η帧位置的灰度，In_i (X)表示步骤b转化后的灰度图像点X第η-I帧位置的灰度； In-2 (X)表示步骤b转化后的灰度图像点X第n-2帧位置的灰度；所述的η为大于2的整数； 所述的Τη(χ)表示判断的阈值；如果X是运动点，则Τ η+1 (X) = Τη(χ);如果X是不动点， 则Tn+1(x) = aB^ + a-cOUx)，！^) =20,所述的α是无限接近于1的正实数； 所述的Bn(x)表示步骤b转化后的灰度图像点x第η帧位置的强度值；如果x是运动 点，贝1jBn+1(x) =Βη(χ);如果 X 是不动点，则 Βη+1(χ) = αΒη(χ) + (1_α)Ιη(χ) ^(x) zljx); d、将步骤c设定存在二级异常的图像与数据库中每种火焰抖动画面进行边缘检测处 理，所述的数据库为现有技术中已经存在的包含各种火焰抖动画面的数据库；所述的边缘 检测处理方法为将高斯滤波和拉普拉斯边缘检测结合到一起的高斯拉普拉斯边缘检测算 子；具体步骤包括： 用标记法沿（0, -1)、（1，-1)、（1，0)、（1，1)、（0, 1)五个方向从上到下跟踪扫描所述的 设定存在二级异常的图像边缘曲线图的每一帧图像，如果扫描未找到目标黑点，则认为轮 廓不规则，不存在火焰尖角；如果扫描找到目标黑点，则认为轮廓规则，存在火焰尖角；统 计所述设定存在二级异常的图像边缘曲线图的每一帧图像的火焰尖角数，设定相邻四帧图 像的火焰尖角数依次为(： 1、(：2、(：3、(；，相隔一帧图像火焰尖角数之差为0，其中，01=|(： 3-(：1|， D2 = |C4-C2| ;相邻四帧图像的火焰尖角变化率为R，R = (Di+Dj/4 ;TH为设定的阈值，TH = 1 ; 如果R > TH，则判定存在一级异常；否则，则判定存在二级异常。
【文档编号】G08B25/10GK104217520SQ201410420870
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】张海霞, 王杰庆, 李培岭, 贺颖颖 申请人:山东大学