监控完全遮挡场景下火焰特征分析方法*

王冠宁,陈 涛，邢 菲，郑晖杰，袁俊杰

(1.清华大学 工程物理系/公共安全研究院，北京 100084；2.甘肃省消防救援总队，甘肃 兰州 730000)

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近年来，随着我国经济社会持续稳定发展，人民和社会对公共安全的需求不断提升，我国视频监控系统迅速发展并已成为保障安全、震慑犯罪及案件调查的重要手段[1-3]。在此背景下，视频分析技术逐步成为火灾调查领域新兴的重要调查手段和研究热点，对查明火灾原因意义重大[4-6]。

火灾是指在时间或空间失去控制的燃烧，极易造成严重后果[7-8]。其中火焰是火灾的重要组成部分，是影响起火原因认定的重要影响因素[9-10]。前人已经研究了基于视频图像的火焰静态特征监测技术，如火焰区域的像素亮度和二阶矩等参量，对火焰进行识别检测[11]；借助机器学习方法对火焰RGB颜色建模[12]；融合RGB，HIS和Ostu，通过双颜色空间融合算法进行火焰轮廓提取[13]；建立火焰形体特征、纹理特征等多特征融合模型，实现火焰的检测识别[14]。而在火灾调查领域，利用视频分析技术提取、分析火焰特征，辅助开展火灾原因认定的应用鲜有报道。立足火灾现场实际，监控摄像头和火焰的位置关系主要有监控未遮挡、部分遮挡和完全遮挡3种，其中监控完全遮挡条件下，监控摄像头无法直接记录火焰的跳跃变化过程，只能间接记录火灾现场的光影变化[15]。在此种情形下，如何利用监控视频提取、分析火焰特征、认定起火原因是火灾调查人员面临的重大难题。

针对火灾现场监控摄像头完全遮挡场景，本文提出火焰的视频特征分析方法实现火焰特征提取与分析。……