基于DSP的視頻圖像火焰識(shí)別算法及其優(yōu)化實(shí)現(xiàn).pdf

1、火災(zāi)是一種常見(jiàn)多發(fā),且對(duì)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重危害的自然災(zāi)害。傳統(tǒng)火災(zāi)探測(cè)技術(shù)主要基于感溫、感光、感煙等技術(shù),易受空間高度、監(jiān)測(cè)面積、空氣流速、粉塵、溫度等周?chē)h(huán)境因素的影響。而圖像型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)則能夠克服這些缺陷,更適合在室外環(huán)境中使用,有著更廣闊的應(yīng)用前景。火焰識(shí)別是火災(zāi)檢測(cè)的一個(gè)重要方面,本文主要研究室外具有復(fù)雜背景環(huán)境中的火焰識(shí)別算法及其在DSP嵌入式系統(tǒng)中的優(yōu)化實(shí)現(xiàn),研究的重點(diǎn)可分為三個(gè)方面:視頻圖像火焰區(qū)域分割、火焰特征

2、提取與識(shí)別、算法在DSP系統(tǒng)中的移植和優(yōu)化。
　　 首先,針對(duì)傳統(tǒng)火焰區(qū)域分割算法易受復(fù)雜背景的干擾、運(yùn)算量大等缺點(diǎn),在充分研究火焰的運(yùn)動(dòng)特性并考慮實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的基礎(chǔ)上,提出了一種基于多均勻分布背景模型的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法。該算法通過(guò)多個(gè)均勻分布來(lái)表征像素點(diǎn)的背景模型,并依據(jù)像素點(diǎn)的當(dāng)前值與背景模型的匹配結(jié)果來(lái)實(shí)現(xiàn)像素點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。該算法能夠很好地克服復(fù)雜背景帶來(lái)的干擾;同時(shí),與基于混合高斯模型的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法相比,該算法更加簡(jiǎn)潔,實(shí)時(shí)

3、性更好,更有利于在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。
　　 然后,從靜態(tài)特征和動(dòng)態(tài)特征兩方面對(duì)視頻圖像中火焰的各類(lèi)特征進(jìn)行了分析,并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境,選取火焰顏色、面積變化、閃爍規(guī)律、整體移動(dòng)四種特征對(duì)圖像分割后的疑似火焰區(qū)域進(jìn)行判斷,以達(dá)到識(shí)別火焰、排除非火焰區(qū)域的目的。對(duì)常規(guī)特征提取與識(shí)別算法進(jìn)行了改進(jìn):通過(guò)判斷滿(mǎn)足顏色條件像素點(diǎn)總數(shù)與連通域面積的比值,使得火焰顏色辨別方法對(duì)不同的火焰有更好的適應(yīng)性,同時(shí)也能保留較完整的火焰區(qū)域;通過(guò)面積坐

4、標(biāo)點(diǎn)擬合直線的斜率來(lái)表征火焰面積的增大趨勢(shì),區(qū)域最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的位置變化來(lái)表征火焰的閃爍特征,使得火焰特征描述更為直觀,特征提取算法更為簡(jiǎn)便,火焰的識(shí)別效果更好。
　　 最后,將上述火焰識(shí)別算法移植到DM6437 DSP系統(tǒng)上,并依據(jù)算法的基本優(yōu)化方法和TI DM6437 DSP的運(yùn)算特性從存儲(chǔ)器優(yōu)化和代碼優(yōu)化兩方面對(duì)算法進(jìn)行優(yōu)化。其中,存儲(chǔ)器優(yōu)化方面主要包括存儲(chǔ)器分配、Cache優(yōu)化、EDMA優(yōu)化等;代碼優(yōu)化方面主要包括C代碼