基于红外热成像的早期火焰探测研究

发布时间：2018-02-08 11:54

  本文关键词： 红外热成像 火焰动态特征 图像分割 决策树 傅里叶变换　出处：《安徽大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：火灾一直以来是具有巨大破坏力的多发性灾害,其常年来威胁着人类的生命、毁坏了物质财富、破坏了生态平衡,对人类社会的发展与经济建设造成了严重危害。为了在火灾发生时,最大化的降低危害,在火灾发生初期进行及时探测与扑救是目前最切实有效的方法。传统的火灾探测技术如感烟、感光、感光等探测器不仅受限于使用场所,同时也很难做到早期火灾探测。近年来,伴随着各项科学技术的不断发展,如:模式识别、计算机图像处理技术、图像传感器等,在此基础之上发展起来的基于图像型的火灾探测技术逐渐被人们所青睐并运用到各类场所。其中,红外热成像技术在图像信息的基础上又多了一维温度信息,这对于早期火灾探测具有宝贵的价值,有助于真正做到火灾预警、火灾趋势分析。基于此,本文应用图像处理技术、结合红外热成像的火焰图像特点,提出了一种基于红外热成像图像特征的早期火焰探测算法,并将其应用到火灾探测系统中。本文具体工作如下:首先对图像型火焰探测技术的研究背景与现状进行了分析,并与传统型的火灾探测技术进行了对比,总结了图像型火焰探测技术的优缺点,分析了红外热成像火灾探测技术的现状。文中分析了红外热成像的图像特点,提出了一种新的图像分割方法,该方法可对高亮区域下的火焰目标和早期火灾中的小目标进行准确提取,根据实验对比,选取了一种适用于火焰探测的算法模块及形态学操作流程。本文针对热成像图像分辨率低的特点,对火焰动态特征进行分析,提出了三种动态特征的计算方法,构建了一组多维特征向量,建立了火焰特征模型。然后采用C4.5决策树分类方法实现对可疑目标的识别,实验结果表明该算法简单且具有良好的分类能力。最后,在前面工作的基础上,将火焰探测算法应用到一种火焰识别系统中,利用热成像下的温度及图像特征,实现了对早期火灾的探测,并给出了该系统应用于各类火焰探测的实验结果。
[Abstract]:Fire has always been a devastating disaster, which has threatened the human life, destroyed the material wealth and destroyed the ecological balance. Has caused serious harm to the development of human society and economic construction. In order to minimize the harm in the event of fire, It is the most practical and effective method to detect and extinguish fire in the early stage of fire. Traditional fire detection technology, such as smoke sensing, photosensitive, photosensitive and so on, is not only limited to the place of use. In recent years, with the continuous development of various science and technology, such as: pattern recognition, computer image processing technology, image sensor, etc. On this basis, the image-based fire detection technology has been gradually favored and applied to various places. Among them, the infrared thermal imaging technology has more one-dimensional temperature information on the basis of the image information. This is valuable for early fire detection, which is helpful for fire warning and fire trend analysis. Based on this, this paper applies image processing technology, combined with the characteristics of infrared thermal imaging flame image, This paper presents an early flame detection algorithm based on infrared thermal image features and applies it to fire detection system. The main work of this paper is as follows: firstly, the background and present situation of image based flame detection technology are analyzed. Compared with the traditional fire detection technology, the advantages and disadvantages of the image flame detection technology are summarized, the present situation of the infrared thermal imaging fire detection technology is analyzed, and the image characteristics of the infrared thermal imaging are analyzed. In this paper, a new image segmentation method is proposed, which can accurately extract flame targets in bright areas and small targets in early fires. An algorithm module and morphological operation flow are selected for flame detection. Aiming at the low resolution of thermal imaging image, the dynamic characteristics of flame are analyzed, and three calculating methods of dynamic characteristics are proposed. A set of multidimensional feature vectors is constructed, and flame feature model is established. Then, C4.5 decision tree classification method is used to realize the recognition of suspicious targets. The experimental results show that the algorithm is simple and has good classification ability. On the basis of the previous work, the flame detection algorithm is applied to a flame recognition system. Using the temperature and image characteristics of thermal imaging, the early fire detection is realized. The experimental results of the application of the system to various flame detection are also given.
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X932;TP391.41

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;《复合材料的红外热成像分析方法研究》科技项目通过验收[J];红外;2013年04期

2 ;《复合材料的红外热成像分析方法研究》项目顺利通过验收[J];航空维修与工程;2013年03期

3 郑展棒;;高德红外:打造一体化热成像解决方案[J];中国公共安全;2014年10期

4 张东胜,安里千;基于红外热成像和光弹性测试的应力分布与变化的定量分析[J];焦作工学院学报(自然科学版);2001年03期

5 张慧慧;;红外热成像法检测岩石渗水病害的实验研究[J];齐齐哈尔大学学报(自然科学版);2014年01期

6 江涛;杨小林;阚继广;;超声红外热成像无损评估技术[J];无损检测;2009年11期

7 朱涛，韩高荣，丁子上;红外热探测器陶瓷的进展[J];材料科学与工程;1995年03期

8 郭广平;周在杞;;激光、微波和红外热成像检测技术在中国——庆祝中国机械工程学会无损检测分会成立三十周年[J];无损检测;2008年10期

9 曾令可,吴卫生;红外热成像无损检测陶瓷制品机理的研究[J];景德镇陶瓷学院学报;1995年01期

10 曾令可，，张功元，吴卫生，颜约俊;墙面砖红外热成像无损检测及计算机模拟[J];硅酸盐学报;1995年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 刘程艳;秦飞;班兆伟;;基于红外热成像法的电子封装缺陷检测方法研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

2 徐丽华;;红外热成像检查指导热敏灸治疗面瘫观察[A];2011中国针灸学会年会论文集（摘要）[C];2011年

3 孟铁军;;红外热成像无损检测技术原位检查空客飞机升降舵蜂窝积水[A];陕西省第十一届无损检测年会论文集[C];2008年

4 赵军;潘功配;陈昕;;UIRFPA热像仪在泡沫红外性能测试中的应用[A];2007年红外探测器及其在系统中的应用学术交流会论文集[C];2007年

5 吕少文;李红;贾桂林;王英慧;何文彤;;临床诊断SARS病例红外热成像的定位定量研究[A];第六届全国生物医学体视学学术会议暨第九届全军军事病理学学术会议、第五届全军定量病理学学术会议论文汇编[C];2005年

6 郭杏林;赵延广;张传豹;;Q235疲劳试验过程中的实时锁相红外热成像无损检测技术[A];全国MTS岩土混凝土试验研讨会论文集[C];2009年

7 杨芳;;利用红外技术发现的几个变电设备缺陷分析[A];2008年云南电力技术论坛论文集[C];2008年

8 李慧娟;;航空CFRP中分层缺陷的脉冲红外检测精度研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

9 王跃钢;肖陶;;神经网络在电路板红外诊断中的应用[A];第六届全国计算机应用联合学术会议论文集[C];2002年

10 王立学;刘双林;;5013开关远红外热成像异常分析[A];全国火电大机组（600MW级）竞赛第十届年会论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前5条

1 广州飒特电力红外技术有限公司监控事业部总经理 李跃年;红外热成像对抗“月黑风高”[N];中国贸易报;2011年

2 本报记者 王锦;高德红外奠定明年业绩基础[N];中国证券报;2011年

3 记者 金振文　通讯员 王大伟 黄维晨;天津公司首次应用红外热成像检测技术[N];国家电网报;2009年

4 武高宏;科技是社会管理的好助手[N];法制日报;2012年

5 ;ZD3110C可信红外热成像摄像机 在极端条件下进行全天候监控[N];人民公安报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 刘雨;红外序列图像处理关键算法研究[D];浙江大学;2016年

2 王华伟;基于红外热成像的温度场测量关键技术研究[D];中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）;2013年

3 汪涛;UMBIRFPA的计算机仿真及非均匀性校正研究[D];重庆大学;2001年

4 杨鹤猛;远红外实时成像样机系统关键技术研究[D];天津大学;2012年

5 侯伟;碳纤维基红外/毫米波复合诱饵材料技术研究[D];南京理工大学;2008年

6 张宇;基于DMD的红外双波段共光路投影物镜设计[D];长春理工大学;2014年

7 熊宗龙;人体热痕迹探测的理论与实验研究[D];华中科技大学;2011年

8 周顺;电阻阵列红外景物产生器微桥结构的材料及制作研究[D];西安电子科技大学;2011年

9 刘琳;中波红外大相对孔径非制冷热像仪光学系统的研究[D];苏州大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 喻勇;红外热成像管道检测方法研究[D];昆明理工大学;2015年

2 钱佳;红外图像增强技术研究[D];南京理工大学;2015年

3 夏琪;红外运动目标视景仿真及检测跟踪技术研究[D];南京理工大学;2015年

4 李静静;红外医学成像系统的设计[D];聊城大学;2015年

5 王丽;红外双目测距技术研究与应用[D];江苏科技大学;2015年

6 孟祥笙;高性能微型红外热成像系统关键技术的研究[D];电子科技大学;2014年

7 孙琦;涡轮叶片冷却风道异物堵塞的红外无损检测[D];南昌航空大学;2015年

8 边二涛;基于红外热成像的车载夜视系统[D];华南理工大学;2015年

9 张琨;基于智能手机的红外热成像测温系统研究[D];太原理工大学;2016年

10 苗青;红外热成像在地雷探测中的应用研究[D];中北大学;2016年

本文编号：1495384