基于視頻的火災檢測技術(shù)在核電站中的應用研究.pdf

1、安全是核電的“生命線”，國家對核電的要求是“必須絕對保證安全”、“安全大于天”，“安全至上”已銘記在每個核工業(yè)者的心中。在眾多威脅核安全的因素中，“火災”具有非確定破壞性，一旦發(fā)生，其影響面往往難以估量。然而在不規(guī)則的大空間或有灰塵、潮濕及輻射的環(huán)境中，傳統(tǒng)火警探測器存在明顯弊端，因此尋求一種非接觸式，具有檢測速度快、魯棒性強，能適應于開放性空間的火災探測技術(shù)顯得非常迫切?；谝曨l的火災檢測技術(shù)利用圖像處理、特征提取及模糊識別等技術(shù)可以

2、很好的解決這個問題，能使火災探測系統(tǒng)的魯棒性、有效性和及時性均有很大的提高。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)因地制宜的分析某核電站在室外、高大空間、潮濕及輻射環(huán)境下，傳統(tǒng)火災探測系統(tǒng)所存在的局限性;梳理了存在安全隱患的區(qū)域，并對視頻探頭分布進行規(guī)劃且制定了網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)拓補圖。以現(xiàn)有探測系統(tǒng)為主體，講明兩者的融合方式，方案體現(xiàn)了集中處理、分散控制的理念，為接下來的軟件識別提供了硬件基礎。
　　(2)圖像的預處理。考慮到電磁干擾、

3、光照突變等因素，采集到的視頻不同程度的存在噪點，故本章詳細介紹了直方圖均衡化處理、均值濾波、中值濾波、Kalman濾波及數(shù)學形態(tài)學處理等基本方法，經(jīng)過算法的測試比較，選取降噪效果和保留圖像原始細節(jié)最好的方式。
　　(3)在火災的特征方面，首先分析RGB顏色、HSV顏色空間模型，針對火焰動態(tài)特征的情況，分析了火焰的面積變化、高度變化、邊緣變化和整體移動等特性，同時根據(jù)火焰的靜態(tài)與動態(tài)特征共同構(gòu)建一個火焰特征模型;煙霧的特征方面選取了

4、面積變化率、顏色特性和紋理特性等三個特征作為識別依據(jù)，能夠?qū)ΤＲ姼蓴_物體進行有效的排除。在圖像目標的提取分割方面采用混合高斯背景建模和三幀差分法相融合的方式，效果良好。
　　(4)提出基于最小二乘支持向量機(LS-SVM)的火災檢測與識別算法。利用提取出的火焰和煙霧特征，充分利用特征上下文信息，首先對火災的顏色特征進行判斷，識別火災的主體成分為火焰還是煙霧，從而調(diào)用合適的支持向量機火災識別模型。在干擾排除方面，針對現(xiàn)場實際情況，主