火焰圖像邊緣檢測及修復(fù)算法的研究.pdf

1、鍋爐燃燒充分性及穩(wěn)定性直接關(guān)系燃煤電廠機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)。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(shè)備所用材料要求高，造價較高，檢測結(jié)果不精確。目前，專家普遍認(rèn)為采用圖像處理技術(shù)對火焰進(jìn)行檢測視最經(jīng)濟(jì)有效的方法，為此，提出火焰圖像檢測技術(shù)，從而對爐膛中燃燒的火焰實(shí)現(xiàn)實(shí)時的、準(zhǔn)確的檢測，為了控制器可以準(zhǔn)確的做出動作進(jìn)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(jié)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?；诨鹧鎴D像的檢測結(jié)果可以精確地辨認(rèn)出不同燃燒區(qū)域以及分析其燃燒火焰的特征，檢測結(jié)果著重關(guān)注檢測圖像中的邊緣細(xì)節(jié)信息，因此提出火焰圖像邊緣檢測及修復(fù)工作。通過圖像邊緣檢測及修復(fù)技術(shù)，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(yùn)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(jì)地運(yùn)行。
　　本文首先講述了研究火焰圖像邊緣檢測及修復(fù)工作的重要意義及研究背景，詳細(xì)敘述了圖像邊緣檢測技術(shù)和圖像邊緣修復(fù)技術(shù)的發(fā)展歷程，整體提出本論文的內(nèi)容結(jié)構(gòu)。仔細(xì)研究分析比較不同經(jīng)典圖像邊緣檢測算法的基礎(chǔ)上，從檢測圖像濾波算法的角度出發(fā)，提出基于灰度主導(dǎo)的濾波算法。通過結(jié)合基于灰度主導(dǎo)的濾波算法和改進(jìn)Prewitt算子的思想，提出了基于灰度主導(dǎo)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(diǎn)Ib、修正因子，根據(jù)濾波窗口各像素不同灰度值計(jì)算濾波空間權(quán)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(jìn)Prewitt梯度算子方法實(shí)現(xiàn)完成圖像邊緣提取工作，得到圖像邊緣信息。改進(jìn)Prewitt梯度算子模板大小由2×2擴(kuò)大到3×3，計(jì)算梯度方向由雙方向擴(kuò)展到八個方向，以此克服爐膛火焰圖像邊緣不規(guī)則導(dǎo)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