基于图像的炉内新增燃点识别方法研究-电路与系统专业论文.docx

黯 黯摇快民 武汉科技大学 研究生学位论文创新性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进 行研究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共 同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写 过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文 中以明确方式标明。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名: 装字号及 日期: 咐汇巧 研究生学位论文版权使用授权声明 本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得以其它 单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论 文的规定，同意学校保留并向有关部门(按照《武汉科技大学关于研究 生学位论文收录工作的规定》执行)送交论文的复印件和电子版本，允 许论文被查阅和借阅，同意学校将本论文的全部或部分内容编入学校 认可的国家相关数据库进行检索和对外服务。 论文作者签名: 表字 t 指导教师签名: τ拼命今 日期:]..1 于5.习 万方数据 万方数据 摘 要 管式炉内加热管道破损造成泄漏焦油燃烧，不仅造成管道进一步的破损，以 至于造成不可估量的经济损失，而且焦油燃烧产生的大量有害气体，严重污染了 生态环境。因此，为了减少巨大的经济损失和环境的污染，对管式炉内异常燃烧 火焰的识别就是个值得研究的课题。 为了能高效准确地采集管式炉火焰燃烧图像，本文设计了火焰图像采集系 统，由传像光纤、CCD 摄像机、冷却系统、图像采集卡、视频分配器等构成。 此系统不仅根据管式炉新增异常燃烧识别的要求以及各硬件的特点，选择了合理 的硬件；而且根据异常燃烧火焰出现的原因，判断出异常火焰常出现在加热管道 焊接处，从而合理的安装布置火焰检测器的位置，有效地提取出火焰燃烧图像视 频。 本文根据噪声理论，分析了图像噪声产生的原因。其主要的噪音污染来自于 管式炉中燃气燃烧以及图像传送过程，为了后面的图像处理操作必须要去除这些 噪声干扰，本文采用中值滤波能有效地消除了图像中的噪声信号，同时针对炉膛 火焰图像中火焰目标和背景对比度不强的问题，采用灰度线性变换来增强火焰目 标与背景的对比度，并且使用形态学有效地去除火焰目标的边缘毛刺以及内部细 小的孔洞。通过上述图像预处理操作，有效地提高了火焰目标的提取的正确率和 处理速度。 由于炉膛内背景复杂以及火焰串扰的影响，按传统的分割算法提取火焰目标 不能得到满意的效果。本文根据火焰视频帧间关系，在分析现有图像分割技术的 基础上，采用针对视频处理的对称差分算法提取火焰燃烧目标，并且通过分析异 常火焰的特性，采用改进的中心距离聚类的算法，有效地识别出异常火焰目标。 经过实验证明，本课题选择的相关算法在管式炉炉膛异常新增火焰燃烧识别上具 有较好的准确性和可靠性。 关键字：燃气管式炉；异常新增燃烧火焰；图像处理；对称差分算法；聚类 I Abstract The damaged heating pipe of tubular furnace cause leakage of tar combustion, which not only cause pipeline further damaged, caused incalculable economic losses, but also a large amount of harmful gases from the burning of tar, seriously pollute the ecological environment. Therefore, in order to reduce the huge economic loss and environmental pollution, the recognition of abnormal combustion flame tube furnace is a topic worth studying. In order to efficiently and accurately collect tube furnace flame image, the paper design of flame image acquisition system. Its constituted of the image transmission optical fiber, CCD camera, the cooling system, image acquisition card, video distributor, etc. Not only according to the requirement of the new abnormal combustion identificatio