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基于数字图像处理的火焰燃烧稳定性研究

发布时间:2016-05-30 23:04

  本文关键词:基于数字图像处理的火焰燃烧稳定性研究,由笔耕文化传播整理发布。


《太原科技大学》 2010年

基于数字图像处理的火焰燃烧稳定性研究

赵建珍  

【摘要】: 火焰燃烧诊断一直是一个热点问题,而且对其研究有重要意义,现有的燃烧诊断系统都有不稳定、实时性差、识别率低的缺点。而实现炉膛火焰状态的实时监控准确判断以及燃烧诊断系统的自动化、智能化,能提高燃烧状态识别的准确性和可靠性,可以有效地防止熄火、锅炉爆燃等重大事故的发生,减少国家财产损失,保障人的生命安全。 论文首先分析研究了锅炉燃烧诊断现状,总结国内外研究方向和方式方法,指出其存在的不足与缺陷,分析总结了数字图像处理技术和人工智能的研究进展,着重研究了基于数字图像处理技术与现代人工智能相结合的燃烧诊断系统。 针对采集回的火焰图像含有噪声以及火焰燃烧区域为充满整个图片的问题,首先对火焰图像进行了预处理,包括对原图像的滤波去噪处理、火焰图像的分割即确定火焰燃烧区域,文中采用改进的基于二维直方图的图像斜分分割算法,然后在分割出的火焰区域中提取出能反映火焰燃烧状况的信息即火焰图像特征参量,将提取出的特征参量进行分析研究以找出最能代表锅炉真实燃烧状况的最优特征量组合,最后运用智能模型来诊断火焰的燃烧状态,并对未知火焰图像进行判别来检验模型的有效性和准确性。本文建立了两种智能模型来判断燃烧火焰图像的稳定性,分别为已有很多研究并成功应用在锅炉燃烧系统上的神经网络模型和最近几年发展迅速的支持向量机模型,文中对这两种模型进行了比较应用,分析各自的优势和不足,提供了一种新的人工智能的稳定性判别算法。 针对文中存在的不足以及未来发展趋势,提出了自己的看法。数字图像技术的优势是显而易见的,人工智能的发展是飞速的,相信结合数字图像处理和人工智能的燃烧诊断系统会越来越准确,越来越完善。

【关键词】:
【学位授予单位】:太原科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.41
【目录】:

  • 中文摘要3-4
  • ABSTRACT4-8
  • 第一章 绪论8-12
  • 1.1 课题研究意义8-9
  • 1.2 课题研究背景9-10
  • 1.3 主要研究内容10
  • 1.4 论文的安排10-12
  • 第二章 基础理论与系统结构12-16
  • 2.1 数字图像处理基础12-13
  • 2.1.1 图像消噪方法综述12-13
  • 2.1.2 图像分割方法概述13
  • 2.2 神经网路与支持向量机13-14
  • 2.2.1 神经网络发展13-14
  • 2.2.2 支持向量机概述14
  • 2.3 基于图像处理的燃烧系统结构14-16
  • 2.3.1 燃烧特性14
  • 2.3.2 系统组成14-16
  • 第三章 火焰图像预处理16-32
  • 3.1 炉膛火焰图像去噪处理16-21
  • 3.1.1 基于直方图的加权平均算法16-17
  • 3.1.2 自适应加权中值滤波算法17-18
  • 3.1.3 自适应均值滤波算法18
  • 3.1.4 基于离散正交小波变换的图像去噪方法18-19
  • 3.1.5 炉膛火焰图像去除噪声19-21
  • 3.2 火焰图像分割处理21-31
  • 3.2.1 大津阈值法(OTSU)22
  • 3.2.2 图像的二维灰度直方图22-24
  • 3.2.3 基于二维 OTSU 分割的后处理方法24
  • 3.2.4 基于最大熵阈值分割算法24
  • 3.2.5 二维 OTSU 阈值分割的快速迭代算法24-25
  • 3.2.6 基于二维直方图斜分的火焰图像分割25-31
  • 3.3 小结31-32
  • 第四章 基于神经网络的燃烧稳定性判别32-42
  • 4.1 特征量提取32-36
  • 4.1.1 初始特征量提取32-36
  • 4.1.2 特征量相关性分析36
  • 4.1.3 火焰特征量的确定36
  • 4.2 神经网络判别模型36-38
  • 4.2.1 小波神经网络原理和 PSO 算法36-37
  • 4.2.2 自适应微粒群算法优化小波神经网络37-38
  • 4.3 仿真结果与分析38-42
  • 第五章 基于支持向量机的燃烧诊断42-50
  • 5.1 支持向量机42-44
  • 5.1.1 支持向量机的原理42
  • 5.1.2 支持向量机算法实现42-43
  • 5.1.3 支持向量机核函数43-44
  • 5.2 最小二乘支持向量机44-46
  • 5.2.1 最小二乘法的原理44
  • 5.2.2 最小二乘支持向量机44-45
  • 5.2.3 改进的最小二乘支持向量机45-46
  • 5.3 算法实现46-48
  • 5.3.1 利用火焰图像灰度特征的算法实现46-48
  • 5.3.2 火焰图像特征作为 SVM 输入48
  • 5.4 小结48-50
  • 第六章 总结与展望50-52
  • 6.1 总结50
  • 6.2 展望50-52
  • 参考文献52-56
  • 致谢56-58
  • 攻读学位期间发表的学术论文目录58-59
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    本文编号:52165

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