基于火焰特征的图像型火灾探测技术研究

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1、学校代码：10289分类号：TP391密级：公开学号：132030015江苏科技大学硕士学位论文基于火焰特征的图像型火灾探测技术研究研究生姓名陈嘉卿导师姓名张冰教授申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学专业领域信号与信息处理论文提交日期2015年12月30日研究方向图像处理、智能控制论文答辩日期2016年03月17日答辩委员会主席田雨波评阅人2016年3月22日分类号：TP391密级：公开学号：132030015工学硕士学位论文基于火焰特征的图像型火灾探测技术研究学生姓名：陈嘉卿指导老师：张冰教授江苏科技大学二O一六年三月AThe

2、sisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofManagementScienceResearchonFireImageDetectionTechnologyBasedonFlameFeaturesSubmittedbyNameChenJiaqingSupervisedbyProfessorNameZhangBingJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2016江苏科技大学工学硕士学位论文摘要火灾作为当前频

3、发的严重灾害之一，极大威胁人类生命和财产安全，如何快速准确地识别火灾一直是亟需人们解决的问题。传统的火灾探测技术易受环境影响且误报率较高，而图像型火灾探测技术依据视频图像中提取的火焰或烟雾特征进行火灾识别，具有响应快、识别率高、环境适应性强等优势，正日趋成为研究的热点。本文从视频火焰特征着手，对火灾探测技术中疑似区域的分割和特征量的选取及融合进行了较深入的研究，主要的研究内容及创新点如下：一，结合国内外文献，重点阐述了图像型火灾探测技术的原理、特点以及当前的研究及发展现状。二，依据国外火灾数据库，提出了一种基于RGB颜色空间统计模型的火

4、焰分割算法，结合区域生长以及帧差法，实现了对火焰疑似区域的有效分割，并将该算法与其他颜色模型的分割效果进行了对比。三，着重提取并分析了视频图像中火灾火焰的动态特征和分层特征，其中包括火焰面积变化率、火焰相似度、火焰闪烁频率、灰度差分统计均值、灰度差分变异系数等，通过比较火灾与非火视频相关特征值的差异，论证了以上特征量作为火灾判据的有效性和合理性。四，选取如上的五个主要特征参量，利用BP神经网络进行多特征融合判决，测试不同场景下的火灾与非火视频，实验结果表明本文提出的火焰识别算法具有较好的鲁棒性，可有效识别火灾火焰，排除高亮干扰以及安全火

5、。关键词火灾探测；统计颜色模型；动态特征；分层特征；多特征融合I江苏科技大学工学硕士学位论文AbstractNowadays,asoneoftheseveredisastersthatoccurfrequently,fireleadsgreatthreatstothesafetyofhumanlifeandproperty.Sohowtorecognizethefireaccuratelyandefficientlyhasbecomeanurgentissuethatneedstobeaddressed.Traditionaltechn

6、ologyforfiredetectionisvulnerabletoenvironmentalimpactsandhasahighrateoffalsealarms.Bycontrast,firedetectiontechnologybasedonvideoimages,whichidentifiesthefirebyextractingthefeaturesofflameorsmokeinimages,isexcellentinresponsetime,recognitionrateandenvironmentadaptabilit

7、y.Becauseoftheseadvantages,video-basedfiredetectionisincreasinglybecomingaresearchhotspotinrecentyears.Inthisthesis,firedetectiontechnologybasedonflamefeaturesisexpansivelyanalyzed,andthemainresearchcontentandinnovationscanbesummarizedasfollows:Firstly,thecurrentstatusof

8、researchanddevelopmentoffireimagedetectiontechnologyalongwithitsprincipleandcharacteristicareintroduced