基于DSP的視頻圖像火焰識別算法及其優(yōu)化實現(xiàn).pdf

1、火災是一種常見多發(fā),且對人民生命和財產安全造成嚴重危害的自然災害。傳統(tǒng)火災探測技術主要基于感溫、感光、感煙等技術,易受空間高度、監(jiān)測面積、空氣流速、粉塵、溫度等周圍環(huán)境因素的影響。而圖像型火災探測技術則能夠克服這些缺陷,更適合在室外環(huán)境中使用,有著更廣闊的應用前景。火焰識別是火災檢測的一個重要方面,本文主要研究室外具有復雜背景環(huán)境中的火焰識別算法及其在DSP嵌入式系統(tǒng)中的優(yōu)化實現(xiàn),研究的重點可分為三個方面:視頻圖像火焰區(qū)域分割、火焰特征

2、提取與識別、算法在DSP系統(tǒng)中的移植和優(yōu)化。
　　 首先,針對傳統(tǒng)火焰區(qū)域分割算法易受復雜背景的干擾、運算量大等缺點,在充分研究火焰的運動特性并考慮實際應用環(huán)境的基礎上,提出了一種基于多均勻分布背景模型的運動檢測算法。該算法通過多個均勻分布來表征像素點的背景模型,并依據(jù)像素點的當前值與背景模型的匹配結果來實現(xiàn)像素點的運動檢測。該算法能夠很好地克服復雜背景帶來的干擾;同時,與基于混合高斯模型的運動檢測算法相比,該算法更加簡潔,實時

3、性更好,更有利于在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)。
　　 然后,從靜態(tài)特征和動態(tài)特征兩方面對視頻圖像中火焰的各類特征進行了分析,并根據(jù)實際應用環(huán)境,選取火焰顏色、面積變化、閃爍規(guī)律、整體移動四種特征對圖像分割后的疑似火焰區(qū)域進行判斷,以達到識別火焰、排除非火焰區(qū)域的目的。對常規(guī)特征提取與識別算法進行了改進:通過判斷滿足顏色條件像素點總數(shù)與連通域面積的比值,使得火焰顏色辨別方法對不同的火焰有更好的適應性,同時也能保留較完整的火焰區(qū)域;通過面積坐

4、標點擬合直線的斜率來表征火焰面積的增大趨勢,區(qū)域最高點和最低點的位置變化來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便,火焰的識別效果更好。
　　 最后,將上述火焰識別算法移植到DM6437 DSP系統(tǒng)上,并依據(jù)算法的基本優(yōu)化方法和TI DM6437 DSP的運算特性從存儲器優(yōu)化和代碼優(yōu)化兩方面對算法進行優(yōu)化。其中,存儲器優(yōu)化方面主要包括存儲器分配、Cache優(yōu)化、EDMA優(yōu)化等;代碼優(yōu)化方面主要包括C代碼