基于时空视觉显著性的视频火焰检测

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1、西安科技大学硕士学位论文基于时空视觉显著性的视频火焰检测专业名称：信号与信息处理作者姓名：杨娟利指导教师：吴冬梅学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：论文题目：基于时空视觉显著性的视频火焰

2、检测专业：信号与信息处理硕士生：杨娟利（签名）指导教师：吴冬梅（签名）摘要在当前社会，火灾是一种最频发、最普遍的灾害之一，它直接危及人类的生命和财产安全。实时高效地预警火灾的发生已经是现代社会存在的重大问题。传统的火灾探测器虽然成本低、见效快，但也存在许多不足，特别是在实时性、检测范围以及鲁棒性上存在问题。随着视频监控设备日益增加以及计算机视觉和图像处理技术的发展，基于视觉特征的视频火灾检测技术已经成为人们研究的焦点。本文论述了火焰的视觉特性，对比说明了国内外视频火焰检测方法的优势及不足。在此基础上，根据对火焰燃烧过程中所表现的显

3、著性研究，引入计算机视觉领域中的视觉注意机制，构建了一种时空视觉显著性的视频火焰检测模型。模型中主要研究了火焰在空间和时间上的特性，通过仿生视觉注意机制最终实现对火焰目标的检测。火焰的颜色、亮度以及纹理特性是火焰的空间显著特征。本文在定义火焰颜色显著度时引入了与人类视觉相似的Lab颜色空间，在该颜色空间上采用阈值分割和高斯滤波进行处理，通过差分算法获得火焰的颜色显著图；结合中心-周边差思想与纵向灰度积分投影法来获取亮度显著图；在此基础上将火焰的颜色和亮度显著图进行线性融合，通过分散纹理特性进行判断获得火焰的空间显著图。针对常用火焰

4、运动目标检测方法的不足，提出一种改进的运动目标检测算法。该算法是通过分析多个图像序列来检测运动区域，依据火焰运动累积和颜色特性，并结合背景更新法和帧间差分法的优点来构建火焰的时间显著图。本文在融合火焰的空间、时间显著图之后，通过主运动方向进行最终判断和识别。为了验证本文算法的有效性，对大量不同场景下的视频进行测试，测试结果表明本文的火焰检测算法能够准确、实时、有效的检测视频中的火焰，且具有一定的抗干扰能力。关键词：火焰检测；视觉显著性；Lab颜色空间；亮度显著图；时间显著图研究类型：理论研究Subject：FlameDetecti

5、oninvideosbasedonSpatio-temporalVisualSaliencySpecialty：SignalandInformationProcessingName：YangJuanli（Signature）Instructor：WuDongmei（Signature）ABSTRACTInmoderntime,thefireisoneofthemostfrequentandmostcommondisasters,itdirectlyendangersthesafetyofhumanlifeandproperty.C

6、onstantandeffectivewarningoffirehasbecomeamajorconcernofthesociety.Traditionalfiredetectorshaslowcostandhighefficiency,butalsohasmanydisadvantages,especiallyinreal-timeperformance,detectionrangeandtherobustness.Withthedevelopmentofvideomonitoringequipmentandthecompute

7、rvisionandimageprocessingtechnology,thefiredetectiontechnologybasedonvisualfeatureshasbecomethefocus.Inthispaper,thevisualsalientfeaturesoftheflamewerestudied,andtheadvantagesanddisadvantagesofthedomesticandforeignvideofiredetectiontechnologywerecomparedandanalyzed.Ac

8、cordingtoastudyoftheperformanceintheflamecombustionprocess,theideaofvisualoutstandingincomputervisionwasintroduced,andthetem