一、系統(tǒng)概述：
計算機(jī)視覺中的煙火檢測，可在監(jiān)控視頻和圖像中進(jìn)行煙火定位或者煙火圖像分類，在消防安全領(lǐng)域具有獨特的意義。AI煙火識別算法可通過已經(jīng)訓(xùn)練好的煙火檢測模型，識別出圖片中的煙霧和火焰，并標(biāo)記出目標(biāo)的具體位置，抓拍現(xiàn)場照片，產(chǎn)生明煙明火告警。
華夏金安科技推出的AIBOX智能分析盒子，內(nèi)置多種AI算法模型，如煙火識別、人員入侵檢測、人員睡崗離崗檢測、安全帽/工作服檢測等等，可應(yīng)用在多種線下場景中。AIBOX智能分析盒子是通過RTSP視頻流進(jìn)行視頻智能分析，可以利舊原有的視頻監(jiān)控設(shè)備，用戶可根據(jù)自己的需求配置算法，和自己有業(yè)務(wù)平臺集成對接，將告警數(shù)據(jù)推送的自有的業(yè)務(wù)管理平臺，能在企業(yè)的消防安全監(jiān)管中發(fā)揮極大的作用。
AIBOX智能分析盒子內(nèi)置煙火識別算法，基于深度學(xué)習(xí)與AI圖像識別和處理技術(shù)，可對前端設(shè)備采集的圖像、視頻等數(shù)據(jù)進(jìn)行實時風(fēng)險監(jiān)測與煙火識別分析，根據(jù)火災(zāi)煙霧火焰特征，可準(zhǔn)確識別出煙霧、火焰、火點，并立即觸發(fā)告警。一方面確保預(yù)警識別的準(zhǔn)確性，另一方面做到及時預(yù)警，做到火情早發(fā)現(xiàn)、早處置，降低火災(zāi)危害程度，為倉庫防火工作提供貫穿全流程的預(yù)警監(jiān)測分析服務(wù)。
煙火檢測識別預(yù)警方案融合了計算機(jī)視頻圖像分析技術(shù)、視頻傳輸技術(shù)、智能預(yù)警、消息通知、語音廣播、消防聯(lián)動等技術(shù)，基于部署在室內(nèi)、室外常規(guī)攝像機(jī)，通過AIBOX智能分析盒子對實時視頻流進(jìn)行分析，實現(xiàn)智能預(yù)警，可進(jìn)行7×24小時不間斷地實時視頻監(jiān)控與識別分析。當(dāng)攝像機(jī)檢測到疑似煙火的場景時，將通過主動預(yù)警推送的方式，對現(xiàn)場進(jìn)行抓拍、保存、上傳至平臺，并將預(yù)警消息發(fā)送給企業(yè)的管理人員進(jìn)行提醒。同時還可聯(lián)動現(xiàn)場警燈、語音廣播設(shè)備等，進(jìn)行聲光告警提示。與消防設(shè)施進(jìn)行聯(lián)動控制的連接，可實現(xiàn)現(xiàn)場噴淋滅火等操作。
二、技術(shù)原理：
華夏金安科技AIBOX的煙火檢測算法，是通過推明煙和明火兩個物體特征進(jìn)行獨立區(qū)別分析，大大提高了算法準(zhǔn)確性，其主要技術(shù)原理如下：
2.1、煙霧檢測：
在室內(nèi)高大空間的應(yīng)用環(huán)境下（如倉庫、車間等），對燃燒過程中煙霧形成的不規(guī)則運動特征，如呈現(xiàn)出不同的顏色，煙霧從無到有的形狀、面積、反射頻率等持續(xù)性變化進(jìn)行辨識和分析判斷，從而形成對煙霧的判斷并觸發(fā)報警。
煙霧的特征和火焰有著明顯的不同，無論是靜態(tài)的還是動態(tài)的。這樣使得我們可以將其與火焰識別分開處理。煙霧在顏色上沒有像火焰樣存在明顯的分布，而且顏色與煙霧的濃度有直接關(guān)系。淡淡的煙是半透明的，可以看到其后面的物體，而濃煙是灰黑的，完全擋住了后面的事物。這樣，單獨考慮煙霧的顏色便無法描述它的特征。然而，無論煙霧濃淡，它都會使后面的事物變得模糊，甚至被完全遮擋。我們可以通過像素的對比度變化來判斷視頻畫面中是否有煙霧。
煙霧的動態(tài)特征是煙霧區(qū)別于其他事物的重要特征。它具備以下特點：
(1)煙霧以擴(kuò)散的形式變化，可以假想存在一個或幾個煙霧發(fā)生點，煙霧圍繞這些點擴(kuò)散開去（如下圖所示）；
(2)與火焰類似，煙霧的邊界變化也存在一個3HZ的頻率；
(3)煙霧的輪廓是清晰畫面與被煙霧模糊畫面的交界；
(4)煙霧的運動是連續(xù)而且是非剛性的。這些特點決定了煙霧與行人，汽車等等前景運動物體有本質(zhì)的不同。
2.2、火焰檢測：
在室內(nèi)高大空間的應(yīng)用環(huán)境下（如倉庫、車間等），對燃燒過程中火焰的圖像特征，如呈現(xiàn)出不同的顏色，火焰從無到有的形狀、面積、閃爍頻率、強(qiáng)度等增長性和持續(xù)性變化進(jìn)行辨識和分析判斷，從而形成對火焰的判斷并觸發(fā)報警。
火焰有著與眾不同的特征，他的顏色、溫度、形狀以及跳動的形式都可以作為識別的依據(jù)。下面，我們將從火焰的靜態(tài)特征和動態(tài)特征兩方面入手進(jìn)行火焰識別。
首先，通過火焰的靜態(tài)特征，比如火焰顏色和火焰形狀可以進(jìn)行火焰檢測。火焰有著與眾不同的顏色特征。描述其顏色的模型有很多，下圖就是其中一種，它可以由RGB空間經(jīng)過簡單比較計算得到。
由上圖，任何RGB圖像中只要滿足R>=G且G>B的顏色都可以看作是火焰。下圖顯示了由該模型對各種火焰的檢測結(jié)果。雖然這種模型的誤報會很多，但可以作為最初始的篩選手段排除掉最不可能是火焰的物體。
火焰的外形也是用來識別的重要特征。一種模型是采用嵌套式輪廓模型。它默認(rèn)火焰存在一個或幾個燃燒點，火焰從這些燃燒點一層層的向外擴(kuò)散，越到外層的地方其形狀的可邊度越大，而且是連續(xù)的。如圖展示了一個燃燒點的火焰模型，它由三層火焰輪廓組成，經(jīng)過該模型捕捉得到畫面有火焰的結(jié)果。
然后通過火焰的動態(tài)特征可以進(jìn)行識別。火焰是跳躍著的，或者說是移動變化著的。初看起來沒有什么規(guī)律，其實，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，火焰的外焰部分的運動存在一定頻率。從下圖中紅色標(biāo)出的火焰外焰部分來看，這些像素點在經(jīng)歷著有火焰和無火焰兩種狀態(tài)的切換，這個切換的頻率經(jīng)過計算是10HZ。這樣，我們通過捕捉這個10赫茲的特征可以進(jìn)一步確認(rèn)是否有火焰的存在。
三、系統(tǒng)優(yōu)勢：
(1)檢測準(zhǔn)：獨創(chuàng)的明煙明火分離式檢測方法，分析更準(zhǔn)確；
(2)距離遠(yuǎn)：2.8mm鏡頭有效距離30m左右；
(3)速度快：本地10s報警輸出，公網(wǎng)12s報警推送；
(4)靈活：支持16個屏蔽區(qū)，靈敏度可調(diào)，適應(yīng)各種場景；
(5)兼容性：支持多種可燃物，可定制其它可燃物；
(6)抗干擾：各類光源干擾，抗煙火視頻干擾；
華夏金安科技有限公司煙火檢測識別預(yù)警方案能實現(xiàn)在數(shù)秒內(nèi)完成火災(zāi)的探測及報警，大大縮短了火災(zāi)報警時間，為工作人員的及時處理提供了充足的空間，及時將火患消除以免引起更大的損失。該方案可應(yīng)用在倉庫管理、工地防護(hù)、煤礦安監(jiān)、石油化工、水利水電、森林防火、倉儲物流、秸稈焚燒等場景中，能彌補(bǔ)傳統(tǒng)視頻監(jiān)控智能能力不足的問題，減少人工監(jiān)控的工作強(qiáng)度和壓力，以及發(fā)現(xiàn)人眼難以察覺的細(xì)節(jié)，提高消防安全監(jiān)管的工作效率和預(yù)警及時性，降低火災(zāi)隱患。
