尽早发现矿井火灾并处置，可避免或减少人员伤亡和财产损失及次生事故的发生。井下没有日光、月光、星光及闪电等自然光源，影响矿井火灾图像识别的主要是矿井光源。圆形度能够排除圆形光源的干扰，但难以排除非圆形光源的干扰。矩形度能够排除矩形光源的干扰，但难以排除非矩形光源的干扰。在工程实际中，因摄像机的拍摄角度不同，矿井光源图像会出现变形，无法呈现理想的规则形状，使用圆形度和矩形度算法难以排除矿井光源的干扰。揭示了火焰图像轮廓外接图面积明显大于其图像实际面积，圆形灯、长方形灯和正方形灯等矿井实际光源图像轮廓外接图面积近似等于其光源图像实际面积等特点。提出基于图像内凹度的矿井火灾识别及抗干扰方法，计算目标图像面积与图像轮廓外接图面积的比值（即图像内凹度），根据火焰图像内凹度数值较小，而矿井光源图像内凹度数值较大，区分火焰与矿井光源。本文提出的内凹度方法不受摄像机距检测目标距离和图像大小、摄像机安装位置和摄像机拍摄检测目标的角度、矿井光源形状等影响，适应性强，识别准确率高。实验表明，内凹度识别方法计算得到的矿井干扰光源减去火焰图像平均差值最大，波动最小，区分度最好，受摄像机拍摄角度及距离影响最小，抗干扰能力最强，准确率为91.6%。矩形度识别方法计算得到的矿井干扰光源减去火焰图像平均差值较大，波动较小，区分度较好，受摄像机拍摄角度及距离影响较小，抗干扰能力一般，准确率为72.5%。圆形度识别方法计算得到的矿井干扰光源减去火焰图像平均差值最小，波动最大，区分度最差，受摄像机拍摄距离影响较小，受摄像机拍摄角度影响大，抗干扰能力最差，准确率为12.0%。因此，本文提出的内凹度识别方法，优于矩形度和圆形度，区分度最好，受摄像机拍摄角度及距离影响最小，抗干扰能力最强。

1矿井火灾监测方法及存在问题
2火焰和矿井光源图像轮廓特征
2.1火焰图像轮廓特征
2.2矿井光源图像轮廓特征
3火焰和矿井光源图像内凹度计算
3.1图像外接图及内凹度计算方法
3.2火焰图像轮廓外接图及内凹度计算
3.3矿井光源图像轮廓外接图及内凹度计算
4基于图像内凹度的矿井火灾识别及抗干扰方法
5试验研究与结果对比分析
5.1火焰图像内凹度试验
5.2矿井光源图像内凹度试验
5.3报警阈值选取与识别试验结果分析
5.3.1报警阈值选取
5.3.2识别试验结果分析
5.4本方法与现有识别方法比较
5.4.1识别效果对比分析
5.4.2识别准确率、精确率及召回率对比分析
6结论