火焰圖像邊緣檢測及修復算法的研究.pdf

1、鍋爐燃燒充分性及穩(wěn)定性直接關系燃煤電廠機組運行的穩(wěn)定和經(jīng)濟。為了監(jiān)視鍋爐內(nèi)燃燒情形，現(xiàn)已發(fā)展出很多鍋爐火焰檢測器。但是，這些火焰檢測器都需要直接跟燃燒火焰接觸，設備所用材料要求高，造價較高，檢測結果不精確。目前，專家普遍認為采用圖像處理技術對火焰進行檢測視最經(jīng)濟有效的方法，為此，提出火焰圖像檢測技術，從而對爐膛中燃燒的火焰實現(xiàn)實時的、準確的檢測，為了控制器可以準確的做出動作進而可以高效的控制鍋爐。
　　一般地，火焰圖像檢測流程為:

2、提取火焰圖像信息、提取火焰圖像特征、辨別檢測、判斷結果。鍋爐爐膛內(nèi)被分為煤粉未燃燒區(qū)、初步燃燒區(qū)、充分燃燒區(qū)、火焰尾跡和煙氣區(qū)等不同區(qū)域，這些區(qū)域都會體現(xiàn)在火焰圖像中。基于火焰圖像的檢測結果可以精確地辨認出不同燃燒區(qū)域以及分析其燃燒火焰的特征，檢測結果著重關注檢測圖像中的邊緣細節(jié)信息，因此提出火焰圖像邊緣檢測及修復工作。通過圖像邊緣檢測及修復技術，完善爐膛火焰圖像信息，清晰看到不同燃燒區(qū)域的位置分布，為判斷爐膛內(nèi)煤粉燃燒情形提供有力的可

3、視證據(jù)，為后續(xù)運行操作提供有效判斷依據(jù)，保證電廠燃煤鍋爐安全、穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟地運行。
　　本文首先講述了研究火焰圖像邊緣檢測及修復工作的重要意義及研究背景，詳細敘述了圖像邊緣檢測技術和圖像邊緣修復技術的發(fā)展歷程，整體提出本論文的內(nèi)容結構。仔細研究分析比較不同經(jīng)典圖像邊緣檢測算法的基礎上，從檢測圖像濾波算法的角度出發(fā)，提出基于灰度主導的濾波算法。通過結合基于灰度主導的濾波算法和改進Prewitt算子的思想，提出了基于灰度主導濾波的

4、圖像邊緣檢測算法。該算法創(chuàng)新地提出濾波窗口前列中心參考點Ib、修正因子，根據(jù)濾波窗口各像素不同灰度值計算濾波空間權重，去除噪聲的同時完好保留了爐膛火焰圖像的邊緣信息。濾波后，通過改進Prewitt梯度算子方法實現(xiàn)完成圖像邊緣提取工作，得到圖像邊緣信息。改進Prewitt梯度算子模板大小由2×2擴大到3×3，計算梯度方向由雙方向擴展到八個方向，以此克服爐膛火焰圖像邊緣不規(guī)則導致邊緣檢測不完整的缺陷。
　　由于火焰被煙霧所包圍，現(xiàn)有邊