【摘要】：安全是核電的“生命線”,國家對核電的要求是“必須絕對保證安全”、“安全大于天”,“安全至上”已銘記在每個(gè)核工業(yè)者的心中。在眾多威脅核安全的因素中,“火災(zāi)”具有非確定破壞性,一旦發(fā)生,其影響面往往難以估量。然而在不規(guī)則的大空間或有灰塵、潮濕及輻射的環(huán)境中,傳統(tǒng)火警探測器存在明顯弊端,因此尋求一種非接觸式,具有檢測速度快、魯棒性強(qiáng),能適應(yīng)于開放性空間的火災(zāi)探測技術(shù)顯得非常迫切�；谝曨l的火災(zāi)檢測技術(shù)利用圖像處理、特征提取及模糊識別等技術(shù)可以很好的解決這個(gè)問題,能使火災(zāi)探測系統(tǒng)的魯棒性、有效性和及時(shí)性均有很大的提高。本文主要研究內(nèi)容如下：(1)因地制宜的分析某核電站在室外、高大空間、潮濕及輻射環(huán)境下,傳統(tǒng)火災(zāi)探測系統(tǒng)所存在的局限性；梳理了存在安全隱患的區(qū)域,并對視頻探頭分布進(jìn)行規(guī)劃且制定了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓補(bǔ)圖。以現(xiàn)有探測系統(tǒng)為主體,講明兩者的融合方式,方案體現(xiàn)了集中處理、分散控制的理念,為接下來的軟件識別提供了硬件基礎(chǔ)。(2)圖像的預(yù)處理�？紤]到電磁干擾、光照突變等因素,采集到的視頻不同程度的存在噪點(diǎn),故本章詳細(xì)介紹了直方圖均衡化處理、均值濾波、中值濾波、Kalman濾波及數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理等基本方法,經(jīng)過算法的測試比較,選取降噪效果和保留圖像原始細(xì)節(jié)最好的方式。(3)在火災(zāi)的特征方面,首先分析RGB顏色、HSV顏色空間模型,針對火焰動(dòng)態(tài)特征的情況,分析了火焰的面積變化、高度變化、邊緣變化和整體移動(dòng)等特性,同時(shí)根據(jù)火焰的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特征共同構(gòu)建一個(gè)火焰特征模型；煙霧的特征方面選取了面積變化率、顏色特性和紋理特性等三個(gè)特征作為識別依據(jù),能夠?qū)ΤＲ姼蓴_物體進(jìn)行有效的排除。在圖像目標(biāo)的提取分割方面采用混合高斯背景建模和三幀差分法相融合的方式,效果良好。(4)提出基于最小二乘支持向量機(jī)(LS-SVM)的火災(zāi)檢測與識別算法。利用提取出的火焰和煙霧特征,充分利用特征上下文信息,首先對火災(zāi)的顏色特征進(jìn)行判斷,識別火災(zāi)的主體成分為火焰還是煙霧,從而調(diào)用合適的支持向量機(jī)火災(zāi)識別模型。在干擾排除方面,針對現(xiàn)場實(shí)際情況,主要選取了行人、燈光、太陽、大霧等方面的視頻,進(jìn)行支持向量機(jī)的反向訓(xùn)練,使該算法可以快速排除核電站特殊環(huán)境下的干擾信息,提高火災(zāi)檢測系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于LSSVM的火災(zāi)識別方案,可根據(jù)現(xiàn)場針對性的選取干擾物,有效的克服傳統(tǒng)探測方式的缺陷,使系統(tǒng)在保持敏銳性的同時(shí)也兼顧了魯棒性。
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;TM623

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