基于DSP的视频火灾探测硬件研究(3)
①面积变化：早期火灾是着火后火灾不断发展的过程。在这个阶段，火灾火焰的面积呈现连续的、扩展性的增加趋势。在图像处理中，面积是通过取阈值后统计图像的亮点(灰度值大于阈值的像素)数来实现的。当其他高温物体向着摄像头移动或者从视野外移入时，探测到的目标面积也会逐渐增大，容易造成干扰。因此，面积判据需要配合其他图像特性一起使用。
②边缘变化：早期火灾火焰的边缘变化有一定的规律，同其他的高温物体以及稳定火焰的边缘变化不同。精确的办法是用边缘检测和边缘搜索算法将边缘提取出来，根据边缘的形状、曲率等特性对边缘进行编码，再根据编码提取边缘的特征量。利用这些特征量在早期火灾阶段的变化规律进行火灾判断。
③形体变化：早期火灾火焰的形体变化反映了火焰在空间分布的变化。在早期火灾阶段，火焰的形状变化、空间取向变化、火焰的抖动以及火焰的分和等，具有自己独特的变化规律。在图像处理中，形体变化特性是通过计算火焰的空间分布特性，即像素点之间的位置关系来实现的。
④闪动规律：火焰的闪动规律，即亮点在空间上的分布随时间变化的规律。火焰在燃烧过程中会按某种频率闪烁。在数字图像中就是灰度级直方图随时间的变化规律，这个特性体现了一帧图像的像素点在不同灰度级上随时间的变化情况。
⑤分层变化：火焰内部的温度是不均匀的，并且表现出一定的规律。火灾中的燃烧属于扩散燃烧，扩散燃烧的火焰都有明显的分层特性。如蜡烛火焰分为焰心、内焰、外焰三层；木材等固体燃烧时由于表面辐射很强，可以分为固体表面与火焰部分两层，而火焰部分还可以再分层。分层变化特性体现了不同灰度级的像素点在空间的分布规律。
⑥整体移动：早期火灾火焰是不断发展的火焰，随着旧的燃烧物燃尽和新的燃烧物被点燃，火焰的位置不断移动。所以火焰的整体移动是连续的、非跳跃性的。
火灾火焰具有较多的特性，需要从中找出适合火灾探测的、而且处理速度较快的方法。这就要在理论上、技术上作进一步的探讨，需要做深入的研究和试验。作为一个火灾探测系统，应综合考虑各方面的因素，以达到技术上、性能上的指标，符合实际需要。
1.3 大空间火灾的特性
由于建筑物的结构与功能的特殊性，大空间建筑的火灾防治具有如下特点：
①一般情况难以类似普通建筑那样进行防火排烟分割并采取相应的排烟措施。大空间内部使用功能具有多样性,火灾载荷及起火原因较复杂,烟气流动通道多，而且烟气可以发生回流,常常不能有效设置防火排烟分割设备。
②普通的火灾探测技术无法及时发现大空间火灾。起火源常常超出普通火灾探测传感器的作用范围,难以被正确识别。火灾初期由于烟气卷吸了大量的空气而被冷却稀释，当感烟传感器或感温传感器启动时火灾已发展到难以控制的地步,错过了最佳灭火时机。
③容易迅速蔓延形成大规模的火灾，影响大范围的建筑空间。因为中庭等空间常常与建筑物的其它空间相互连通，具有类似室外火灾的环境条件，供氧充足，易于形成“燃料支配型燃烧”，产生烟囱效应,使火势迅速扩大并产生大量烟气，从而威胁到大范围建筑空间的安全。
④常用的喷水灭火装置不能有效地发挥作用。喷出的水滴易于飘飞偏离着火点。
⑤危险情况下灭火救援人员的安全疏散相当困难。一旦发生火灾,应当采取灭火与烟气控制的部位较多,并且在浓密的烟气中能见度很低,使灭火工作和疏散救援工作相互影响。
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