双波段野外火灾图像识别及目标定位方法研究

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双波段图像型火灾探测和火焰定位技术是利用CCD摄像机作为探头,将被监视现场的可见光图像和红外图像输入计算机,然后利用图像处理的算法,从图像序列中识别有无火灾的发生。在发现火灾的情况下,计算火焰的空间位置。论文结合计算机图形学、数字图像处理、计算机视觉等技术,从火灾火焰形态学特征和视觉特征两方面着手,设计了多重识别方法的火灾检测算法,研究基于图像特征的火灾探测和火焰定位技术。目标是将提出的方案变为实际的算法,用软件实现,最终设计实现一套完整的火灾探测和定位系统。在火灾探测技术上,本文为提高判别效率,在判别前对火焰图像进行有效的图像预处理。其中在火焰图像灰度化上通过对标准灰度化算法的改进,使火焰部分更突出。在传统的阈值分割算法基础上,提出了基于图像坐标的自适应动态阈值分割算法。实验证明;该算法能更好的提取出可疑亮点区域,有效提高了判别效率。在红外火焰图像的识别技术上,利用火焰图像具有火焰面积增大、边缘抖动、形状不规则、位置基本稳定等特征作为火焰识别判据,在此基础上,还将火焰的闪烁频率作为火灾识别判据之一。在提取了红外图像火焰区域的质心的基础上,取得了很好的火焰识别效果,有效地增强了火灾探测系统的抗干扰能力。在火焰空间定位技术上,论文研究了一种基于双目立体视觉的火焰定位算法。根据立体视觉的测距原理,采用基于相位相关的匹配算法将可见光图像与红外图像进行立体匹配,得到图像对间的视差,再结合火焰区域的质心坐标,利用双目成像定位算法,在真实空间中进行三维重建,确定火焰在三维坐标系下的空间位置。实验结果表明:该算法有效地提高了大空间中火焰空间定位的准确性。论文的最后对课题的研究工作进行了总结,指出了不足之处,并对下一步工作进行了展望。
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