一、系統概述：

計算機視覺中的煙火檢測，可在監控視頻和圖像中進行煙火定位或者煙火圖像分類，在消防安全領域具有獨特的意義。AI煙火識別算法可通過已經訓練好的煙火檢測模型，識別出圖片中的煙霧和火焰，并標記出目標的具體位置，抓拍現場照片，產生明煙明火告警。

華夏金安科技推出的AIBOX智能分析盒子，內置多種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，可應用在多種線下場景中。AIBOX智能分析盒子是通過RTSP視頻流進行視頻智能分析，可以利舊原有的視頻監控設備，用戶可根據自己的需求配置算法，和自己有業務平臺集成對接，將告警數據推送的自有的業務管理平臺，能在企業的消防安全監管中發揮極大的作用。

AIBOX智能分析盒子內置煙火識別算法，基于深度學習與AI圖像識別和處理技術，可對前端設備采集的圖像、視頻等數據進行實時風險監測與煙火識別分析，根據火災煙霧火焰特征，可準確識別出煙霧、火焰、火點，并立即觸發告警。一方面確保預警識別的準確性，另一方面做到及時預警，做到火情早發現、早處置，降低火災危害程度，為倉庫防火工作提供貫穿全流程的預警監測分析服務。

煙火檢測識別預警方案融合了計算機視頻圖像分析技術、視頻傳輸技術、智能預警、消息通知、語音廣播、消防聯動等技術，基于部署在室內、室外常規攝像機，通過AIBOX智能分析盒子對實時視頻流進行分析，實現智能預警，可進行7×24小時不間斷地實時視頻監控與識別分析。當攝像機檢測到疑似煙火的場景時，將通過主動預警推送的方式，對現場進行抓拍、保存、上傳至平臺，并將預警消息發送給企業的管理人員進行提醒。同時還可聯動現場警燈、語音廣播設備等，進行聲光告警提示。與消防設施進行聯動控制的連接，可實現現場噴淋滅火等操作。

二、技術原理：

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行獨立區別分析，大大提高了算法準確性，其主要技術原理如下：

2.1、煙霧檢測：

在室內高大空間的應用環境下（如倉庫、車間等），對燃燒過程中煙霧形成的不規則運動特征，如呈現出不同的顏色，煙霧從無到有的形狀、面積、反射頻率等持續性變化進行辨識和分析判斷，從而形成對煙霧的判斷并觸發報警。

煙霧的特征和火焰有著明顯的不同，無論是靜態的還是動態的。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。

煙霧的動態特征是煙霧區別于其他事物的重要特征。它具備以下特點：

(1)煙霧以擴散的形式變化，可以假想存在一個或幾個煙霧發生點，煙霧圍繞這些點擴散開去（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的不同。

2.2、火焰檢測：

在室內高大空間的應用環境下（如倉庫、車間等），對燃燒過程中火焰的圖像特征，如呈現出不同的顏色，火焰從無到有的形狀、面積、閃爍頻率、強度等增長性和持續性變化進行辨識和分析判斷，從而形成對火焰的判斷并觸發報警。

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。下面，我們將從火焰的靜態特征和動態特征兩方面入手進行火焰識別。

首先，通過火焰的靜態特征，比如火焰顏色和火焰形狀可以進行火焰檢測。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散，越到外層的地方其形狀的可邊度越大，而且是連續的。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，經過該模型捕捉得到畫面有火焰的結果。

然后通過火焰的動態特征可以進行識別。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律，其實，經研究發現，火焰的外焰部分的運動存在一定頻率。從下圖中紅色標出的火焰外焰部分來看，這些像素點在經歷著有火焰和無火焰兩種狀態的切換，這個切換的頻率經過計算是10HZ。這樣，我們通過捕捉這個10赫茲的特征可以進一步確認是否有火焰的存在。

三、系統優勢：

(1)檢測準：獨創的明煙明火分離式檢測方法，分析更準確；

(2)距離遠：2.8mm鏡頭有效距離30m左右；

(3)速度快：本地10s報警輸出，公網12s報警推送；

(4)靈活：支持16個屏蔽區，靈敏度可調，適應各種場景；

(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警方案能實現在數秒內完成火災的探測及報警，大大縮短了火災報警時間，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。該方案可應用在倉庫管理、工地防護、煤礦安監、石油化工、水利水電、森林防火、倉儲物流、秸稈焚燒等場景中，能彌補傳統視頻監控智能能力不足的問題，減少人工監控的工作強度和壓力，以及發現人眼難以察覺的細節，提高消防安全監管的工作效率和預警及時性，降低火災隱患。