回轉(zhuǎn)窯是建材、冶金、化工等工業(yè)領(lǐng)域的大型關(guān)鍵熱工設(shè)備。窯內(nèi)燒結(jié)過程復(fù)雜多變,利用窯內(nèi)燃煤火焰圖像進行工況識別和判斷是后續(xù)進行穩(wěn)定控制的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。目前,深度學(xué)習(xí)在語音識別、圖像處理、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等多個領(lǐng)域已獲得成功應(yīng)用,本文基于深層卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行窯內(nèi)工況的燃煤火焰圖像識別算法研究,同時將免疫遺傳算法優(yōu)化卷積網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計提高圖像識別性能,對于深度學(xué)習(xí)的工業(yè)軟測量應(yīng)用具有重要意義。主要研究內(nèi)容分為以下幾點:（1）研究了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）架構(gòu)和基礎(chǔ)理論。分析了卷積運算、激活函數(shù)、池化、全連接、dropout層等基本操作模塊和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中反向傳播以及梯度下降等核心運算,在此基礎(chǔ)上給出了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)以及計算流程。（2）針對窯內(nèi)燃煤火焰圖像粉塵大、易受干擾等特點,選擇圖像灰度化后的中值濾波和GIF去霧對火焰圖像進行了預(yù)處理,并根據(jù)“過燒”、“正燒”以及“欠燒”三種工況狀態(tài)進行人工標定形成回轉(zhuǎn)窯燒成帶的工況識別圖像數(shù)據(jù)集。（3）分析了AlexNet、VGGNet、GoogleNet以及ResNet四種卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu),利用上節(jié)窯內(nèi)火焰圖像集基于Tensorflow仿真平臺進行了窯... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)流程示意圖

不同卷積核處理結(jié)果

dropout前后神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對于一個有N個節(jié)點的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，有了Dropout后，可以看做是2^N個模型

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于火焰圖像顯著區(qū)域特征學(xué)習(xí)與分類器融合的回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)工況識別[J]. 周曉杰,蔡元強,夏克江,富月.  控制與決策. 2017(01)
[2]基于光照補償和模糊增強的煤粉區(qū)分割方法[J]. 陳華,章兢,張小剛,胡紅平.  儀器儀表學(xué)報. 2012(09)
[3]基于回轉(zhuǎn)窯圖像的熟料填充率測量[J]. 何敏,章兢,何昭暉,靖立偉.  儀器儀表學(xué)報. 2009(12)
[4]基于火焰圖像特征與BT-SVM的窯況識別方法[J]. 孫鵬,周曉杰,柴天佑.  系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2009(13)
[5]基于圖像反饋的回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)溫度智能預(yù)測控制[J]. 張小剛,陳華,章兢,劉小燕.  控制理論與應(yīng)用. 2007(06)
[6]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的回轉(zhuǎn)窯火焰圖像分割[J]. 李樹濤,王耀南.  儀器儀表學(xué)報. 2001(01)
[7]基于多神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器組合的火焰圖像分割[J]. 李樹濤,王耀南,毛建旭.  數(shù)據(jù)采集與處理. 2000(04)
[8]氧化鋁熟料窯燒成溫度自動控制系統(tǒng)[J]. 王士釗.  工業(yè)儀表與自動化裝置. 1996(05)
[9]圖象處理技術(shù)用于發(fā)光火焰溫度分布測量的研究[J]. 王補宣,李天鐸,吳占松.  工程熱物理學(xué)報. 1989(04)

博士論文
[1]水泥回轉(zhuǎn)窯燒成狀態(tài)識別與熟料質(zhì)量指標軟測量的研究[D]. 李帷韜.東北大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于火焰圖像的回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)過程的燃燒狀態(tài)識別方法研究[D]. 林彥君.武漢科技大學(xué) 2015
[2]回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)帶溫度的數(shù)字圖像特征信息提取與分析[D]. 楊緒辰.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[3]基于燒成帶圖像的回轉(zhuǎn)窯熟料燒結(jié)工況識別方法研究[D]. 吳小勛.東北大學(xué) 2014
[4]基于回轉(zhuǎn)窯數(shù)字圖像特征信息提取與窯況判別研究[D]. 丁艷軍.哈爾濱理工大學(xué) 2010
[5]光流算法及其在回轉(zhuǎn)窯窯況識別中的應(yīng)用研究[D]. 魏兆一.東北大學(xué) 2005



本文編號：3047806