图像型火灾火焰探测报警系统

论文题目: 图像型火灾火焰探测报警系统

论文类型: 硕士论文

论文专业: 电子与信息工程

作者: 程鑫

导师: 吴镇扬,王际锦

关键词: 视频图像序列,火灾火焰,探测器,火灾识别算法

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本论文主要对图像型火灾火焰探测报警系统课题设计过程如实进行记录,同时还对部分内容作了有意义的引申和拓展。为了保持内容的完整性和逻辑上的严密性,论文对某些技术内容进行了原文引用,同时设计了详细的试验方案,试图规范原型样机的设计过程。论文在识别算法仿真数据的基础上,讨论了两种火灾火焰视频图像识别算法的优缺点和对背景干扰的识别效果,并得出要完成高灵敏度和低误报率的视频图像火灾火焰探测,就必须进行两种算法综合设计的结论。课题设计的主要内容包括火灾火焰视频图像识别算法原理和图像型火灾探测器原型样机的研制,论文从火灾火焰的视觉特性出发,详细探讨了火灾发生的过程机理,并具体分析了火灾火焰在视频图像序列帧上的信号特征,同时针对这些特征进行了数学模型的建立和识别算法的设计,并在此基础上,经过MATLAB仿真,系统性的验证了这些识别算法的正确性和有效性。在第五章,论文经过事件流、数据流和系统时序的分析,最终从硬件和软件两个方面描述了图像型火灾探测器原型样机的工作原理:通过CCTV彩色摄像机进行图像传感和DSP的算法识别后,系统能够在20s的时间内完成视频图像序列帧内是否有火灾信息的判断,同时把火警信息上传给火灾报警控制器,并把火灾现场画面切换到监视系统的电视墙上显示。论文在第六章详细设计了试验方案,试图验证系统算法原理的正确性和样机工作的可靠性和稳定性,并以此约束设计和生产制作过程。当然,系统样机的工程应用验证应该占有一定的分量,但是由于时间的仓促,没有在撰写论文前得到工程应用验证的数据,不过通过第6章试验方案的理论和仿真分析,仍然可以预见到图像型火灾探测报警系统应用的成功。

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摘要

Abstract

第一章 文献综述

1.1 国内外火灾形势及火灾科学研究动态

1.1.1 国际火灾态势

1.1.2 我国火灾快速增长的客观现实

1.1.3 火灾科学研究的源起和发展

1.1.4 火灾科学的研究现状

1.2 国内外火灾探测技术研究现状及其视频火灾探测技术的发展

1.3 本章小结

1.4 参考文献

第二章 课题设计概述

2.1 火灾火焰的视频图像信号特性

2.1.1 火灾火焰的颜色特性

2.1.2 火灾火焰的闪烁频率特性

2.1.3 火灾火焰的形态特性

2.2 图像型火灾火焰探测报警系统工作原理

2.3 课题设计的创新点

2.4 课题研究的指导原则

2.5 本章小结

2.6 参考文献

第三章 火灾火焰视频图像识别算法原理

3.1 火灾火焰的颜色特性识别

3.2 火灾火焰的闪烁频率特性识别

3.3 火灾火焰的亮度时变特性

3.4 火灾火焰干扰分类及排除方法

3.5 本章小结

3.6 参考文献

第四章 火灾火焰视频图像识别算法仿真

4.1. MATLAB 概述

4.1.1 MATLAB 的产生背景

4.1.2 MATLAB 语言特点

4.1.3 MATLAB 6.5 新特点

4.2 仿真方法及其步骤

4.3 仿真结果及其分析

4.3.1 火灾火焰颜色仿真及其分析

4.3.2 火灾火焰闪烁频率仿真及其分析

4.3.3 火灾火焰形态仿真及其分析

4.3.4 火灾火焰视频图像识别算法仿真及其分析

4.3.4.1 利用图像子块的时间持续性综合识别火灾火焰

4.3.4.2 利用逻辑像素构成的物体运动和外形变化综合识别火灾火焰

4.4 本章小结

4.5 参考文献

第五章 图像型火灾探测器原型样机设计

5.1 工程应用特点及其性能优势

5.2 《图像型火灾探测器》国家标准送审稿介绍和企业标准的制定

5.3 相关技术准备

5.3.1 电视监控系统技术

5.3.1.1 控制方式及控制信号的传输

5.3.1.2 视频信号的分配及传输

5.3.1.3 摄像机及附属设备

5.3.1.4 图像的处理与显示

5.3.1.5 总结性概括

5.3.2 ITR-R BT.656 数字图像格式标准

5.3.3 电视制式标准介绍

5.3.4 DSP 数字信号处理技术

5.3.4.1 DSP 系统构成

5.3.4.2 DSP 系统的特点

5.3.4.3 DSP 系统的设计过程

5.4 系统原型样机硬件设计

5.4.1 TMS320DM642 选型说明

5.4.2 图像型火灾探测器数据流设计

5.4.2.1 火灾火焰视频图像识别算法要求的数据容量

5.4.2.2 TMS320DM642 的内核结构

5.4.2.3 DMA 与CPU 数据访问

5.4.2.4 图像型火灾探测器原型样机的事件流设计

5.4.2.5 图像型火灾探测器原型样机的数据流设计

5.4.3 原型样机框图设计

5.5 图像型火灾探测器原型样机的软件设计

5.5.1 时序分析及其设计

5.5.2 TMS320DM642 接口分析及其寄存器、存储器设计

5.5.3 图像型火灾探测器原型样机的软件设计

5.5.3.1 数字图像处理的基本过程

5.5.3.2 软件流程框图

5.6 本章小结

5.7 参考文献

第六章 图像型火灾探测器应用试验

6.1 火灾试验火介绍

6.2 火灾试验火试验及其数据分析

6.2.1 响应阈值试验

6.2.2 国家标准和EN54-9 试验火试验

6.2.3 工程应用现场和干扰环境试验

6.3 仿真结果的抗干扰能力评估

6.3.1 分块火灾火焰算法

6.3.2 小窗口火灾火焰算法

6.4 本章小结

6.5 参考文献

第七章 课题设计总结

附录A 通用帧编码类型对比图

附录B BT.656 Video Interface for ICs

附录C 作者简介

致谢

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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• [4].基于红外热成像的早期火焰探测研究[D]. 沙健.安徽大学2017
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• [8].细水雾与液体燃料火焰相互作用的实验研究与数值分析[D]. 冯金莉.南京理工大学2005
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相关论文

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• [9].基于普通CCD摄像机的火灾探测技术的研究[D]. 吕普轶.哈尔滨工程大学2003
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