Video görüntülerinde renk ve hareket özelliklerinden yangın tespiti
Fire detection using color and motion features in video sequences
Yazar: REŞİT DOĞAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. M. ELİF KARSLIGİL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada, doğal ortamlardan alınan hareketli renkli görüntüler kullanılarak yangın tespiti yapan gerçek zamanlı çalışacak bir sistem tasarlanmış ve gerçeklenmiştir.Yapılan çalışma iki temel aşamadan oluşmaktadır. İlk aşamada görüntüdeki alev renk özelliklerine sahip alanlar tespit edilip ikinci aşamada bu alanların alev hareket özelliklerine sahip olup olmadıkları tespit edilmiştir. Renk tespiti aşamasında değişik ortamlarda çekilmiş yangın fotoğraflarından alınan örnek parçaların farklı renk uzaylarındaki durumu değerlendirilmiştir. Değerlendirmeler sonunda, alev renginin YCbCr uzayında Y-Cb ve Cb-Cr ikilileri arasındaki üçgen bağıntılarından otomatik olarak elde edilebileceği ortaya konmuştur. Üç renk bileşeni de ilgili bağıntıları sağlayan pikseller alev olarak işaretlenmiş ve ikinci aşamada bu piksellerden oluşan bağlı bileşenlerin hareketleri incelenmiştir. Hareket tespiti aşamasında alev bileşenlerinin yer değiştirme ve titreşim hareketlerine ait karakteristik özellikler çıkartılmıştır. Bu özellikleri sağlayan bileşenler alev bileşeni olarak kabul edilmiş ve son adımda bu bileşenlerin bütün olarak hareketleri incelenerek yangın hakkında büyüme hızını ve yönünü gösteren ek bilgiler üretilmiştir.Geliştirilen yangın uyarı sistemi, gerçek orman yangını görüntüleri ve yangın renk özelliklerine benzer özellikte nesnelerin bulunduğu yangın içermeyen görüntülere ait farklı senaryolar içeren videolar ile test edilmiştir. Test sonucunda sistemin doğru alarm üretme başarısının %95.8 ve yanlış alarm üretme oranının %1.9 olduğu belirlenmiştir.Sistemin çalışma hızı değerlendirildiğinde, yangın alarmı verme hızınının gerçek zamanlı çalışması için yeterli olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this project a real time fire detection system was designed and implemented using moving, colored images taken from natural environment.There are two main steps in the implemented fire detection system. In the first step, areas that have flame colour properties were detected and in the second step, the detected areas were assessed for the motion properties of flames. Flame samples taken from various fire images were analysed with different color spaces. The result of this analysis showed that fire colors can be automatically detected using triangle correlations between Y-Cb and Cb-Cr binaries in YCbCr color space. Areas with all three components supply the related correlations were marked as flame areas and then motion properties of connected components consist of these areas were analysed. During the motion detection, characteristic displacement and vibration features of flame motion were defined. Components having all these properties were accepted as flame components and the whole motion properties of the image were analysed and additional information was produced as growing rate and direction of the fire.Developed fire detection system was tested with real forest fire videos and non fire videos including objects that have the same colour properties as fire. General system performance was calculated according to the test results. True alarm producing ratio is 95.81% and false alarm producing ratio is 1.9%.Performance tests show that producing fire alarm speed is enough for real time computing.