激光与光电子学进展, 2021, 58 (4): 0400003, 网络出版: 2021-02-08  

面向视频图像的烟雾检测算法综述 下载: 1852次

Review on Smoke Detection Algorithms for Video Images
作者单位
贵州大学电气工程学院, 贵州 贵阳 550025
图 & 表

图 1. 面向视频图像的烟雾检测流程

Fig. 1. Flow chart of smoke detection for video images

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图 2. 烟雾运动方向估计的离散示意图[52]

Fig. 2. Discrete diagram for estimating smoke motion direction [52]

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图 3. 不同场景下的烟雾检测例子[15]

Fig. 3. Examples for smoke detection under different scenes[15]

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图 4. 基于多特征融合的烟雾检测

Fig. 4. Smoke detection based on multi-feature fusion

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表 1纹理特征的统计度量参数计算公式

Table1. Formulas for calculating statistical metric parameters of texture features

Metric parameterFormula
Meanμ=1N1a=0N1-1x1(a)
UniformityU=a=0N1-1x12(a)
EntropyE=-a=0N1-1Qa(ln Qa)
Standard deviationσ=1N1a=0N1-1x1(a)-μ2

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表 2表征GLCM的统计参数[32]

Table2. Statistical parameters for characterizing GLCM[32]

ParameterFormula
EnergyAASM=efP(e,f)2
ContrastCCON=ef(e-f)2P(e,f)
CorrelationCCOR=ef(e-)(f-)P(e,f)σxσy
HomogeneityIIDM=ef11+(e-f)2P(e,f)

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表 3面向视频图像的烟雾检测算法

Table3. Smoke detection algorithm for video images

MethodPre-processingSmoke featureClassificationAccuracy/%Falsepositive/%Falsenegative/%
Method inRef. [57]Color segmentation techniqueTexture, energy, and motionNeural network(NN)80--
Method inRef. [15]Color segmentation techniqueEnergy and textureSVM96.293.711.74
Method inRef. [5]Motion segmentation techniqueColor , fuzzy feature, shape irregularity, and motionPSO-SVM97.162.84-
Method inRef. [52]Motion segmentation techniqueColor, texture, energy, HOG feature, shape irregularity, and motionAdaBoost-RBFSVM91.250.31-
Method inRef. [67]Motion segmentation techniqueShape irregularity, diffusion property, and textureANFIS-Bayes-MR99.091.94-

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表 4不同深度学习网络模型的视频图像烟雾检测结果

Table4. Smoke detection results for video images based on different deep learning network models

ReferenceNetwork modelAccuracy/%False positive/%
Method in Ref. [89]Deep normalization and CNN(14 layers)97.520.6
Method in Ref. [90]RCNN+3D CNN95.230.39
Method in Ref. [91]CNN(AlexNet)99.440.44
Method in Ref. [92]CaffeNet CNN981.7
Method in Ref. [93]DN-CNN96.370.60
Method in Ref. [87]YOLOv294.75.2
Method in Ref. [87]GMM+YOLOv298.10.8

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陈长友, 杨健晟. 面向视频图像的烟雾检测算法综述[J]. 激光与光电子学进展, 2021, 58(4): 0400003. Changyou Chen, Jiansheng Yang. Review on Smoke Detection Algorithms for Video Images[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2021, 58(4): 0400003.

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