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《东南大学》 2005年
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基于彩色数学形态学和模糊神经网络的锅炉燃烧诊断研究

华彦平  
【摘要】: 数字图像型火检是目前锅炉燃烧诊断的主要发展方向。其关键是如何对火焰图像进行处理,提取出火焰图像的特征参量。当前图像型火检主要研究方向是寻找新的理论和方法来对火焰图像进行处理,研究如何提取火焰图像的特征参量来表征燃烧特征,研究如何根据燃烧诊断的需要选取、融合火焰图像的特征参量,从而进一步提高诊断系统的准确性、通用性。数学形态学是目前图像处理领域应用比较广泛的一种理论,彩色数学形态学是当前重点研究方向。本论文从图像处理的角度,首次将数学形态学理论引入锅炉燃烧诊断领域。论文具体内容如下: 1、阐述数学形态学的基本理论——二值数学形态学和灰度数学形态学。分别从二值数学形态学和灰度数学形态学两个方面,对如何选取合适的结构元素和形态学算子来提取火焰图像的边缘和骨架进行了详尽研究,并得出火焰图像的二值和灰度形态特征参量; 2、引入矢量排序思想,建立起新的彩色数学形态学理论——矢量彩色形态学。矢量彩色形态学在对图像进行形态变换时,不会产生颜色的失真。针对火焰图像的彩色边缘和骨架的提取,研究了如何选取结构元素和构造形态学算子,并得出表征火焰图像的彩色形态特征参量; 3、介绍了自适应模糊神经网络——ANFIS模糊神经网络的基本思想和原理。研究了火焰图像的灰度形态特征参量和彩色形态特征参量的融合问题,用以指导神经网络输入的构造; 4、分别基于火焰图像灰度形态特征参量和彩色形态特征参量,应用模糊神经网络进行了锅炉燃烧诊断研究。研究结果表明,基于灰度形态特征参量的模式识别虽能准确识别熄火工况(ON/OFF),但对稳定和不稳定燃烧的识别不理想;基于彩色形态特征参量的模式识别能够准确识别稳定燃烧、不稳定燃烧和熄火三种模式; 5、论文研究结果表明,基于数学形态学的燃烧诊断系统无需事先定义图像处理区域,很好地解决了火焰的漂移,卷吸和偷看等难题; 6、对Kolmogorov复杂性测度的计算及实际遇到的问题作了研究分析,指出了复杂性测度与计算频率及信号幅值大小的关系。提出了改进的Kolmogorov复杂性测度算法,并基于改进的Kolmogorov复杂性测度算法对不同工况下的炉膛负压和火焰图像灰度特征进行了复杂性测度的计算,计算结果表明复杂性测度能够在一定程度上对锅炉燃烧进行诊断和预警; 7、介绍了实际开发的基于数学形态学和模糊神经网络的锅炉燃烧诊断系统的基本功能和流程。
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TK39

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘辉;转炉炼钢吹炼数据预测中火焰图像多特征提取方法研究[D];昆明理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 李丽;镰刀菌显微图像特征提取与识别研究[D];河北农业大学;2009年
2 李京安;超声相控阵扇形扫描检测成像技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
3 赵慧;基于数学形态学的图像边缘检测方法研究[D];大连理工大学;2010年
4 郭同华;基于白描漫画编辑器的人脸图像矢量化研究[D];安徽大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 张大明;樊晓香;刘华勇;李璐;;信息与计算科学专业“数字图像处理”课程教学探索与实践[J];合肥师范学院学报;2012年03期
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9 张俊利;李国春;;基于MERSI和ETM+遥感图像融合的湿地苇田识别研究[J];现代农业科技;2009年12期
10 马传波;马涛;于梅艳;;计算机视觉技术在水利行业中的应用[J];现代农业科技;2012年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 付梦印;张晓晨;;景象匹配制导基准图制备关键技术研究综述[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 孙勇;李原;王庆林;陈辉;;基于主动投影的结构光视觉系统的标定[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
5 张志佳;石佳;周纯冰;;车辆牌照识别系统综述[A];科技创新与产业发展(B卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
6 刘吉成;汪熙;王仲;刘爱勇;;基于虚拟环境的摄像机定标中的矩阵研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
7 李忠根;周国义;张向宇;;基于图像处理的增压锅炉火焰三维温度场重建[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
8 李奔;吉海彦;;基于图像颜色特征的玉米种子神经网络分类研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
9 赵建;;自适应平台直方图红外增强在DSP上的实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
10 许丽;陆桂明;;结构光系统的编码光优化设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 汤春瑞;水下目标声图像多分辨率分析及识别研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 乔小燕;基于生物形态学的赤潮藻显微图像分割与特征提取研究[D];中国海洋大学;2010年
4 付红丽;白令海冰间湖变化规律及相应的海洋过程研究[D];中国海洋大学;2010年
5 关丛荣;条纹分隔颜色格雷码结构光三维测量技术研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
6 于群;电力系统大停电的自组织临界特性研究[D];中国电力科学研究院;2010年
7 潘放;通航桥梁船撞风险分析与规避措施研究与应用[D];华南理工大学;2010年
8 李鹤喜;基于视觉反馈的焊接机器人自主示教关键技术研究[D];华南理工大学;2010年
9 朱小林;胶粘物盘式热分散机理与能耗建模研究[D];华南理工大学;2010年
10 王晓松;复杂背景下树木图像提取研究[D];北京林业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郝慧君;CA-MARKOV模型与GIS、RS在土地利用/土地覆盖变化中的应用研究[D];华中农业大学;2010年
2 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
3 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 邓小铭;基于OpenCV的物体三维检测系统研究[D];南昌航空大学;2010年
5 李瑞波;图像阴影的检测与去除算法研究[D];山东科技大学;2010年
6 徐强;基于TMS320F2812的指纹识别系统的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
7 赵奇;医学超声图像三维重建算法研究[D];山东科技大学;2010年
8 徐元;基于双目立体视觉的匹配算法研究[D];山东科技大学;2010年
9 张杨;基于双目立体视觉的CCD测距系统设计[D];长春理工大学;2010年
10 管泽鑫;基于图像的水稻病害识别方法的研究[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王茂华;林李全;;转炉终点控制技术评述[J];安徽冶金;2003年04期
2 周琦,刘方军,李志军,李旭东;超声相控阵成像技术与应用[J];兵器材料科学与工程;2002年03期
3 尤佳,王绍纯,李希胜,韩艺萍;通过转炉炉口火焰纹理分析判断氧气顶吹转炉吹炼终点[J];北京科技大学学报;2000年06期
4 王宇,王乘,刘吉平;一种基于数学形态学的遥感图像边缘检测算法[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2003年02期
5 翟辉琴;;基于数学形态学的遥感影像水域提取方法[J];测绘科学;2006年01期
6 闫丽丽;许长辉;高井祥;王坚;;基于数学形态学细化算子的改进Canny算法研究[J];测绘科学;2010年02期
7 林卉,舒宁,杜培军;数学形态学在遥感图像边缘检测中的应用[J];测绘通报;2003年12期
8 欧阳平;张玉方;;形态学开闭运算在居民地边缘检测中的应用[J];测绘通报;2009年01期
9 谢顺平,都金康,王腊春,顾国琴;基于游程编码的GIS栅格数据矢量化方法[J];测绘学报;2004年04期
10 谢刚;王理飞;谢克明;;基于火焰图像特征和粗糙集理论的燃烧诊断系统[J];测试技术学报;2006年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 赵于前;基于数学形态学的医学图像处理理论与方法研究[D];中南大学;2006年
2 罗爱民;基于数学形态学的射线检测数字图像处理技术[D];四川大学;2007年
3 闫海霞;基于数学形态学的图像边缘检测和增强算法的研究[D];吉林大学;2009年
4 温宏愿;炉口辐射信息用于转炉终点判定的建模及预测研究[D];南京理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋莉;基于分形和神经网络的铁谱磨粒图像特征提取与识别[D];浙江工业大学;2005年
2 曲明;模式识别技术在地质图矢量化过程中的应用[D];中国地质大学(北京);2006年
3 张博;基于边缘检测的细胞图像分割方法研究与实现[D];武汉理工大学;2006年
4 罗毅;基于灰色理论与广义回归神经网络的客运量预测模型研究[D];西南交通大学;2007年
5 刘生;高空间分辨率遥感影像几何特征提取方法研究[D];南京信息工程大学;2007年
6 姜堃;数学形态学算法研究[D];重庆大学;2007年
7 侯迎宾;医学超声三维重建研究与实现[D];北京交通大学;2008年
8 祝海华;基于时频分布的数学形态学的信号检测[D];西安电子科技大学;2008年
9 孙洪雨;基于数学形态学的图像增强与边缘检测方法的研究[D];大连理工大学;2005年
10 赵阶晨;地质图矢量化及地质结构建模技术研究[D];西安科技大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 张晓贤;郑国勋;付浩海;曹丽英;;基于数学形态学的GIS图像矢量化处理技术[J];中国农机化;2011年05期
2 唐友;黄巍;;基于Laplace边缘检测算法虚拟植物系统的研究与实现[J];农机化研究;2013年01期
3 娄久;李秀坤;王春雨;;超声相控阵无损检测自动成像系统的设计与应用[J];实验室研究与探索;2012年04期
4 唐友;黄巍;;应用边缘检测算法设计实现植物虚拟仿真系统[J];数值计算与计算机应用;2012年01期
5 何宇;;基于数学形态学的图像矢量化研究[J];软件导刊;2012年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 涂春磊;多自由度超声自动检测系统若干检测问题的研究[D];浙江大学;2011年
2 杨平华;相控阵超声检测关键参数优化研究[D];大连理工大学;2011年
3 邬以三;超声相控阵钢轨探伤方法研究[D];华南理工大学;2011年
4 赵赛君;视频图像序列中的运动目标检测与跟踪研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 彭慧玲;基于数学形态学的边缘检测研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
6 宋东;基于双目立体视觉的三维信息恢复方法研究[D];吉林大学;2012年
7 宋志明;列车车轮踏面擦伤图像检测算法研究[D];西南交通大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王邦元,王年,吴先良,汪炳权;一种基于高斯小波变换的红外热图象阈值自动选择方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年02期
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3 黄培之;实现彩色地图扫描数据自动分层的途径与方法[J];测绘学报;1998年04期
4 金庆铭;燃烧场脉动压力功率谱密度测量[J];动力工程;1990年02期
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6 肖理生,曾汉才,程俊峰,韩军;300MW贫煤锅炉低NO_x排放燃烧技术的计算机优化[J];动力工程;2000年05期
7 辛国华,胡前平,雷辉光,陈柏军;浓淡燃烧技术的应用研究[J];动力工程;1994年05期
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9 樊泉桂,李江,曾德良,麻滋沛;防止磨煤机故障引起的灭火和爆燃的研究[J];动力工程;1996年06期
10 谢忠,樊文有;地理信息系统中地图出版的彩色处理[J];地球科学;1998年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 薛雷;宋阳;郭丹丹;沈重;;基于LS-SVM和数学形态谱的局部放电模式识别[J];黑龙江电力;2011年01期
2 王晓雪;苏杏丽;;数字图像处理在车牌识别中的应用[J];自动化仪表;2010年07期
3 马波;王正群;沈杰;邹军;;自适应模糊神经网络构建方法[J];江南大学学报(自然科学版);2007年06期
4 吴大勇,魏平,侯朝桢;用图像处理测量停车场泊位情况(英文)[J];Journal of Beijing Institute of Technology;1999年03期
5 王 琼,张仁杰;流水线传送件几何要素在线检测技术研究[J];上海理工大学学报;2000年03期
6 严玉龙,王厚枢;快速并行细化算法[J];南京航空航天大学学报;1991年01期
7 张韬;陆廷金;张学海;;基于模糊神经网络的地下小目标识别方法研究[J];弹箭与制导学报;2007年04期
8 张嘉怡;伍川辉;刘建文;;用Visual C++实现基于数学形态学的数字图像处理[J];四川兵工学报;2007年03期
9 王娜;杜世培;;基于数学形态学的细化算法[J];贵州工业大学学报(自然科学版);2007年02期
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1 吴小俊;张媛媛;王士同;於东军;郑宇杰;杨静宇;;改进的模糊神经网络及其在人脸识别中的应用[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年
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5 李仁发;乜崇义;;一种用模糊神经网络建立模糊模型的新方法[A];1996年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1996年
6 邢杰;萧德云;;FALCON模糊神经网络及其在铝电解槽阳极效应预报中的应用[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
7 席东民;胡琳静;;模糊神经网络在单元机组协调控制中的应用[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
8 谭思云;李志明;;基于模糊神经网络的水泥回转窑分解炉温度控制[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
9 孙增圻;;模糊神经网络及其在系统建模与控制中的应用[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1998年
10 徐洪钟;吴中如;;模糊神经网络模型在大坝安全监测中的应用[A];中国水力发电工程学会大坝安全监测专业委员会年会暨学术交流会论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 陈瑜唐婷;让计算机会看、会听、会说、会思考[N];科技日报;2007年
3 记者 左常睿;应重视互联网模式识别的研究[N];科技日报;2005年
4 本报记者 贾婧;宗成庆:做科研也要为师立范[N];科技日报;2007年
5 河北 宁海征;常见多频彩显的模式识别与控制电路[N];电子报;2003年
6 ;通用数字视觉平台JVISION-500[N];科技日报;2003年
7 比尔·盖茨   ;新的工作世界[N];中国计算机报;2005年
8 记者 刘垠;首届中美视觉夏令营开营[N];大众科技报;2009年
9 大海 张弦;Autonomy:传统搜索终结者?[N];计算机世界;2005年
10 晓月;信雅达金融电子产品被列入国家重点新产品项目[N];金融时报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 华彦平;基于彩色数学形态学和模糊神经网络的锅炉燃烧诊断研究[D];东南大学;2005年
2 何海;混合动力汽车控制系统设计与仿真[D];华中科技大学;2005年
3 王勇献;蛋白质二级结构预测的模型与方法研究[D];国防科学技术大学;2004年
4 鲁绯;腐乳发酵机理、品质改进和模式识别研究[D];中国农业大学;2005年
5 程昌秀;3S技术在县级土地利用变更调查中的应用研究[D];中国农业大学;2001年
6 刘云鹏;电力变压器局部放电的电气定位及诊断[D];华北电力大学(河北);2005年
7 游峰;智能车辆自动换道与自动超车控制方法的研究[D];吉林大学;2005年
8 吴建发;优选压裂井方法研究[D];西南石油学院;2005年
9 吴德文;遥感与地面观测数据的找矿信息提取和处理技术及应用[D];中国地质大学(北京);2006年
10 邓胜祥;石灰炉在线仿真技术与炉况诊断及复杂系统智能控制研究[D];中南大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴青娥;模糊神经网络自动机的理论研究及其在模式识别中的应用[D];电子科技大学;2005年
2 迟国炜;商业发票手写体数字识别系统的设计与实现[D];沈阳工业大学;2006年
3 林琳;群控电梯多目标智能最优调度算法的研究[D];东北大学;2005年
4 罗艳;电能质量扰动识别与定位[D];华北电力大学(河北);2005年
5 孙国强;基于计算机图像处理的人眼球变化识别系统[D];沈阳理工大学;2008年
6 刘霞;一维条形码图像辨识方法的研究[D];山东科技大学;2005年
7 彭社欣;人体寄生虫虫卵图像特征提取与识别技术研究[D];湖南大学;2005年
8 乔为奇;飞机性能工程图数字化处理与应用[D];山东大学;2006年
9 谢俊喜;基于数字图像处理的条形码识别方法与应用研究[D];中南大学;2008年
10 徐艳红;薄板复合材料粘接缺陷超声检测的模糊神经网络模式识别方法研究[D];内蒙古大学;2009年
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