基于DSP的圖像型火災探測系統(tǒng)的研究與設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、火災是嚴重威脅人們生命財產安全的常見災害之一,研究火災的探測技術,實現(xiàn)對火災的實時探測與預警極為重要。傳統(tǒng)的感溫、感煙等火災探測方法在大空間、多干擾等場合下已經不能滿足應用要求,而圖像型火災探測技術,其信息采集具有不與外界直接接觸以及采集范圍廣的特點。這種信息采集特點,使得圖像型火災探測技術成為大空間、多干擾場所火災探測的有效方法?;赑C機的圖像處理系統(tǒng)具有成本高、不易安裝等缺點,因此嵌入式系統(tǒng)成為圖像型火災探測系統(tǒng)的最佳選擇。本課題

2、目的是設計一套基于DSP的圖像型火災探測系統(tǒng),以實現(xiàn)對目標區(qū)域的火災檢測與預警。
  本文首先在分析國內外有關火災識別技術及其研究現(xiàn)狀的基礎上,結合嵌入式技術、圖像處理以及模式識別,對基于DSP的圖像型火災探測系統(tǒng)進行了模塊化設計,主要包括圖像處理模塊、圖像采集模塊、系統(tǒng)存儲模塊。其中圖像采集模塊包括圖像采集前端以及圖像的采集設計等;系統(tǒng)存儲模塊包括同步存儲、異步存儲系統(tǒng)的設計以及CPLD功能設計等。其次對傳統(tǒng)的火災圖像預處理流程

3、加以改進,提出了一種基于連通域標記的新型火焰圖像濾波方法,更有效的對椒鹽噪聲、孔洞噪聲加以去除,提高火焰圖像預處理效果。本文所用預處理流程為:首先對火焰圖像采用迭代法進行二值化,然后對二值圖像進行連通域標記,最后在連通域標記的基礎上應用本文提出的新型濾波方法對火災圖像進行濾波。在完成火焰圖像預處理基礎上,結合火焰原始圖像特點,提出了早期火災圖像識別的四個判據:火焰的面積變化率、火焰的相對穩(wěn)定性、火焰的圓形度以及火焰的尖角特性。在基于DS

4、P的火災探測平臺上提取上述四個判據的六個特征值。根據系統(tǒng)識別要求設計了三層BP神經網絡,進行了大量的火焰以及其相關干擾實驗,提取相關特征值。以此為樣本,在 PC機上應用 MATLAB神經網絡工具箱,對本文設計的BP神經網絡加以訓練,以獲得網絡權值和各節(jié)點偏置。并最終將訓練完成的神經網絡移至基于DSP的火災探測系統(tǒng)平臺上,應用其進行火災的識別。最后對系統(tǒng)進行了硬件以及軟件實現(xiàn),并在此基礎上進行了大量的實驗,驗證了本文系統(tǒng)火災探測與預警的準

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