تشخیص آتش در محیط های باز با استفاده از دنباله های ویدئویی

با توجه به گسترش صنایع و زندگی شهرنشینی، وجود روش های هشداررسانی نیازی ضروری در زندگی امروزی محسوب می شود. در میان سیستم های هشدار رسانی سیستم های تشخیص آتش با توجه به قابلیت گسترش سریع و قدرت تخریب بالای آتش در یک منطقه، از اهمیت بالایی برخوردار هستند. در حال حاضر موسسات بسیاری سعی در توسعه ی روش هایی کارآمد برای تشخیص اولیه ی آتش دارند، به طوری که بتوان عملیات لازم را در زمان مناسب برای پیشگیری از حوادث بعدی انجام داد. معمولاً در روش های سنتی برای تشخیص آتش از نیروی انسانی به منظور دیده بانی استفاده می شده است، امّا این روش ها پر هزینه بوده و در برخی کاربردها کارایی مناسبی نداشتند. استفاده از حسگرهای آتش نیز از روش های کنونی برای تشخیص دود یا آتش هستند؛ امّا به دلیل برد تشخیص محدود در این حسگرها معمولاً عملکرد مناسبی در محیط های باز و وسیع ندارند. در صورت توزیع متراکم در محیط باز نیز از نظر اقتصادی عملی نبوده و همچنین نرخ خطای آن بسیار زیاد خواهد بود. پیشرفت تکنولوژی و پیدایش دوربین های دیجیتال منجر به معرفی نسل جدیدی از سیستم های تشخیص آتش گردید. تشخیص آتش مبتنی بر اطلاعات بصری روش جدیدی است که غالباً می تواند کاستی های روش های ذکر شده را جبران نماید. هدف از این روش طراحی سیستم هایی است که توانایی تشخیص خودکار آتش را در منطقه ی تحت پوشش خود داشته باشند. وجود سیستمی با چنین قابلیتی خطای انسانی را کاهش داده و از لحاظ اقتصادی نیز مقرون به صرفه خواهد بود. در این روش دوربین عنصری اصلی در سیستم محسوب می شود که توانایی پوشش منطقه ای وسیع را دارا بوده و می تواند اطلاعات مفیدی در مورد اندازه، سرعت پیشرفت و مکان آتش فراهم سازد. هدف اصلی در سیستم های تشخیص آتش، طراحی سیستمی با قدرت تشخیص بالا، نرخ خطای کم و زمان تشخیص منطقی است. تشخیص آتش در دنباله های ویدئویی نیازمند پردازش اطلاعات موجود در ویدئو به منظور آگاهی از وجود یا عدم وجود آتش در آن است. استخراج ویژگی های مناسب با قدرت تفکیک بالا از ملزومات طراحی یک سیستم تشخیص آتش مبتنی بر اطلاعات بصری است. بر همین اساس روش های گوناگونی برای استخراج اطلاعات بصری و تشخیص نواحی آتش ارائه شده است. هدف از این پایان نامه نیز ارائه ی روشی کارامد برای تشخیص آتش در تصاویر ویدئویی در محیط های باز است. در روش پیشنهادی اول از ویژگی های حرکت و رنگ با توجه به پویایی و حدود رنگ مشخص آتش استفاده شده است. به منظور ارائه ی مدلی عام تر به گونه ای که امکان استفاده از آن در حالت های مختلف مانند دوربین متحرک و ثابت وجود داشته باشد، روش پیشنهادی دوم ارائه شده است. در این روش از تشخیص برجستگی به عنوان یک ویژگی جدید برای تفکیک نواحی مهم تصویر استفاده شده است. همچنین بررسی بافت آتش در حوزه ی زمان از دیگر ویژگی های روش پیشنهادی است که موجب افزایش دقت آن گشته است.