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文檔簡介
1、火的使用是人類邁向文明的重要標(biāo)志,但是失去控制的火會給人們帶來了生命和財產(chǎn)的巨大損失。為此,火災(zāi)探測技術(shù)逐漸成為人們關(guān)注的焦點,它的出現(xiàn)和發(fā)展對人類的進步和社會的穩(wěn)定有著重要的意義。
當(dāng)前,溫感探測和煙感探測是應(yīng)用最廣泛和最成熟的火災(zāi)探測技術(shù),但是這類傳統(tǒng)的探測器無法滿足某些特殊的場合探測需求,比如高大空間建筑、長通道建筑等復(fù)雜的這類場所。
隨著計算機技術(shù)以及信息處理技術(shù)的快速發(fā)展,近年來視覺探測技術(shù)得到飛速
2、的發(fā)展,這類探測技術(shù)具有響應(yīng)速度快、檢測范圍廣、環(huán)境污染小等特點,與傳統(tǒng)的火災(zāi)探測系統(tǒng)相比具有顯著的優(yōu)勢,具有廣闊的前景。目前,一些紅外和紫外探測技術(shù)已經(jīng)在市場上出現(xiàn),由于此類光學(xué)探測器一方面需要昂貴的光學(xué)設(shè)備,另一方面,漏報和誤報也很難控制,難以得到推廣;現(xiàn)有的視頻火災(zāi)探測技術(shù)很難有效去除復(fù)雜場景中的干擾。本文深入探討可見光頻段的火焰視頻探測技術(shù),對運動目標(biāo)獲取,目標(biāo)特征提取,目標(biāo)識別的算法進行了改進,并提出了準(zhǔn)確獲取火焰顏色的一種方
3、法和火焰的目標(biāo)跟蹤技術(shù),并開發(fā)了火焰圖像探測系統(tǒng)等工作。本文主要研究成果有以下幾個方面:
(1).傳統(tǒng)火災(zāi)圖像探測研究者多采用CCD攝像頭,雖然CCD攝像頭采集畫質(zhì)優(yōu)于CMOS攝像頭,但本文放棄了CCD技術(shù)的攝像頭,選取應(yīng)用更廣泛更便宜CMOS攝像頭,基于MATLAB編程,實現(xiàn)對監(jiān)測環(huán)境的高速視頻流采集。
(2).多數(shù)火焰圖像探測研究者,重在研究火焰顏色在不同的顏色空間進行區(qū)分和建模,如何準(zhǔn)確有效的表達火焰色
4、顏色模型,大量的火焰視頻探測文章用到了火焰的顏色模型,但是他們的候選區(qū)域的火焰是如何獲得的?多數(shù)研究者很少提及或者干脆采用手工分割的方法,然而一個準(zhǔn)確的火焰顏色模型對于火焰的識別非常重要。文本提出一種準(zhǔn)確的提取火焰的方法,對正庚烷和乙醇火在不同光照環(huán)境下的顏色,進行了統(tǒng)計分析,得到了正庚烷與乙醇的顏色模型,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合前人研究的方法,經(jīng)過大量的實驗與統(tǒng)計,得到了一種有效的火焰顏色決策模型。
(3).廣泛調(diào)研了火災(zāi)視頻探
5、測領(lǐng)域經(jīng)常用到的運動目標(biāo)檢測算法,分析其優(yōu)劣,并將獨立成分分析(ICA)技術(shù)引入火災(zāi)探測領(lǐng)域,全面介紹了ICA的基本模型,F(xiàn)astICA模型,GICA算法,結(jié)合累積差分圖,提出了“不依賴背景幀”的C-GICA算法,另外,構(gòu)建了用于多目標(biāo)提取、跟蹤和識別的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu),提出了一種基于運動區(qū)域和數(shù)據(jù)延遲的多目標(biāo)跟蹤算法,實現(xiàn)了火災(zāi)場景的多目標(biāo)的跟蹤,及其相應(yīng)特征值進行分類和轉(zhuǎn)移。
(4)調(diào)研可視火焰探測技術(shù)已有的成果,研究典型
6、的火焰圖像特征提取方法。本文將統(tǒng)計地形特征的紋理描述方法引入火災(zāi)探測領(lǐng)域,在其基礎(chǔ)上,提出了計算速度更快的統(tǒng)計地形特征紋理分析方法,實現(xiàn)對火焰紋理的特征提取。另外結(jié)合火焰面的粗糙度,邊界粗糙度,圓形度等其它特征,構(gòu)建了火焰多特征的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類模型,實現(xiàn)火焰目標(biāo)的識別。
(5)本文設(shè)計了正庚烷火與汽油火的實驗,引入了聲學(xué)測量儀對燃燒音進行測量。給出了火焰聲音頻率的規(guī)律,同時,結(jié)合已有的火焰視頻頻率規(guī)律,并探討了火焰視頻頻
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