公路隧道圖像型火災(zāi)火焰檢測(cè)方法研究
本文關(guān)鍵詞:公路隧道圖像型火災(zāi)火焰檢測(cè)方法研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:火災(zāi)是公路隧道中除交通事故外危害最大的一類安全事故。由于公路隧道環(huán)境特殊,一旦發(fā)生火災(zāi),不僅車輛和人員疏散困難,火災(zāi)救援工作更是難以在短時(shí)間內(nèi)展開,往往會(huì)造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。如果在火災(zāi)初期就能進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的報(bào)警,則能及時(shí)抑制火災(zāi)蔓延、減少火災(zāi)造成的損失。因此,公路隧道早期火災(zāi)檢測(cè)具有重要意義。本文針對(duì)隧道的特殊環(huán)境,融合火焰的多種圖像特征,采用AdaBoost識(shí)別方法對(duì)視頻中的火焰進(jìn)行檢測(cè)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)。分別利用幀間差分法、混合高斯模型背景差法以及光流法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè),通過分析對(duì)比三種方法的特點(diǎn),本文選用幀間差分法提取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)區(qū)域,并對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)圖像進(jìn)行后處理。(2)候選火焰區(qū)域分割。本文提出了一種有效分割候選火焰區(qū)域的方法,該方法采用RGB和Lab顏色空間對(duì)疑似區(qū)域進(jìn)行分割,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文提出的顏色分割方法效果較好。(3)火焰的多特征檢測(cè)。本文主要研究火焰的H分量一階矩、Lab中的a、b分量比值、矩形度、圓形度、尖角數(shù)以及跳動(dòng)頻率特征,并通過實(shí)驗(yàn)分析對(duì)比火焰和非火焰干擾物各特征數(shù)據(jù)的分布范圍。(4)基于AdaBoost的火焰識(shí)別。本文將從視頻中提取的火焰和干擾樣本數(shù)據(jù)構(gòu)成特征向量輸入SVM、AdaBoost中,分別訓(xùn)練生成SVM、AdaBoost學(xué)習(xí)模型,并分別優(yōu)化選取SVM、AdaBoost的參數(shù),以提高識(shí)別正確率。通過實(shí)驗(yàn)分析對(duì)比SVM和AdaBoost兩種模型的識(shí)別正確率,選用檢測(cè)正確率較高的AdaBoost作為本文的識(shí)別方法。本文采用AdaBoost模式識(shí)別方法融合火焰多特征對(duì)火焰和干擾視頻分別進(jìn)行檢測(cè),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文的檢測(cè)方法能夠有效檢測(cè)視頻圖像中的火焰,并能排除公路隧道視頻中偽火焰車燈的干擾。
【關(guān)鍵詞】:公路隧道 火焰檢測(cè) 顏色分割 特征提取 模式識(shí)別
【學(xué)位授予單位】:大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TP391.41
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第1章 緒論10-18
- 1.1 課題研究背景及意義10-11
- 1.2 傳統(tǒng)的公路隧道火災(zāi)探測(cè)器及其弊端11-12
- 1.3 圖像型火災(zāi)火焰檢測(cè)系統(tǒng)12-13
- 1.4 圖像型火災(zāi)火焰檢測(cè)方法的研究現(xiàn)狀13-15
- 1.4.1 候選火焰區(qū)域的分割13-14
- 1.4.2 火焰特征的提取14-15
- 1.4.3 火焰的識(shí)別方法15
- 1.5 論文的主要工作內(nèi)容及章節(jié)安排15-18
- 1.5.1 論文的主要工作內(nèi)容15-16
- 1.5.2 論文的章節(jié)安排16-18
- 第2章 公路隧道火災(zāi)火焰檢測(cè)方法設(shè)計(jì)18-22
- 2.1 火焰檢測(cè)系統(tǒng)的算法設(shè)計(jì)流程18-19
- 2.2 火焰的基本特征19-20
- 2.2.1 火焰的顏色特征19
- 2.2.2 火焰的形態(tài)特征19
- 2.2.3 火焰的動(dòng)態(tài)特征19-20
- 2.3 非火焰干擾物的種類分析20
- 2.4 本章小結(jié)20-22
- 第3章 視頻圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域檢測(cè)22-30
- 3.1 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)22-26
- 3.1.1 光流法22-23
- 3.1.2 混合高斯模型的背景減除法23-25
- 3.1.3 幀間差分法25-26
- 3.2 火焰圖像后處理26-29
- 3.2.1 中值濾波26-27
- 3.2.2 膨脹腐蝕27-28
- 3.2.3 掩膜處理28-29
- 3.3 本章小結(jié)29-30
- 第4章 疑似火焰區(qū)域的分割30-38
- 4.1 RGB顏色空間30-31
- 4.2 Lab顏色空間31-32
- 4.3 基于RGB與Lab顏色模型的分割方法32-37
- 4.4 本章小結(jié)37-38
- 第5章 火焰的特征提取38-54
- 5.1 火焰的顏色特征38-41
- 5.1.1 a、b分量比值38-39
- 5.1.2 H分量一階矩39-41
- 5.2 火焰的形態(tài)特征41-45
- 5.2.1 圓形度特征41-42
- 5.2.2 矩形度特征42-44
- 5.2.3 尖角數(shù)特征44-45
- 5.3 火焰跳動(dòng)頻率特征45-51
- 5.3.1 火焰跳動(dòng)的方向性46-48
- 5.3.2 火焰的跳動(dòng)頻率48-51
- 5.4 本章小結(jié)51-54
- 第6章 火災(zāi)火焰識(shí)別分類器設(shè)計(jì)54-76
- 6.1 基于支持向量機(jī)的火災(zāi)火焰檢測(cè)方法54-59
- 6.1.1 支持向量機(jī)的原理54-58
- 6.1.2 基于SVM的火焰檢測(cè)算法流程58-59
- 6.2 基于AdaBoost的火災(zāi)火焰檢測(cè)方法59-65
- 6.2.1 AdaBoost算法的理論基礎(chǔ)59-63
- 6.2.2 基于AdaBoost的火焰檢測(cè)算法流程63-65
- 6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析65-73
- 6.3.1 實(shí)驗(yàn)視頻選取65-66
- 6.3.2 SVM、AdaBoost算法的參數(shù)選取66-70
- 6.3.3 SVM和Adaboost識(shí)別結(jié)果對(duì)比分析70-72
- 6.3.4 基于Adaboost的火焰檢測(cè)結(jié)果分析72-73
- 6.4 本章小結(jié)73-76
- 總結(jié)與展望76-78
- 參考文獻(xiàn)78-82
- 致謝82-83
- 作者簡(jiǎn)介83
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