%34تخفیف

دانلود پروژه:تشخیص زود هنگام آتش و دود در تونل با استفاده از تکنیکهای پردازش تصویر و ویدئو

تعداد 101صفحه در فایل word

چکیده

تشخیص زود هنگام آتش و دود در تونل با استفاده از تکنیکهای پردازش تصویر و  ویدئو

در این تحقیق دو الگوریتم مبتنی بر پردازش ویدئو توسعه یافته است که برای تشخیص آتش و همچنین تشخیص دود (جهت پیش بینی وقوع آتش سوزی) به کار می رود. الگوریتم ها در محیط برنامه نویسی Matlab® به گونه ای طراحی شده اند که بتوانند به صورت برخط داده های ویدوئویی را پردازش نمایند و در صورت تشخیص دود و یا آتش اخطار دهند. الگوریتم تشخیص آتش با استفاده از یک مدل رنگی وجود آتش را تشخیص داده و جهت کم نمودن هشدارهای غلط از object tracking استفاده می نماید. همچنین الگوریتم تشخیص دود از GMM جهت مشخص نمودن اجسام متحرک استفاده کرده و پس از آن با استفاده از یک مدل رنگی وجود دود را اعلام می نماید.

الگوریتم های توسعه یافته هرچند که دقتی در حدود 95% برای شناسایی آتش و 89% برای شناسایی دود بر روی نمونه های تست شده دارند، هنوز نمی توانند به صورت مستقل و بدون کمک انسان به کار گرفته شوند و فقط می توانند به عنوان هشدار دهنده های اولیه ی بسیار زودهنگام عمل نمایند.

 

فهرست مطالب

 

عنوان                                                                                                     صفحه

فصل اول: مقدمه. 1

1-1- هدف از انجام این تحقیق   3

فصل دوم: ادبیات تحقیق.. 4

2-1- مشخصه های آتش     4

2-1-1-گرما – حرارت   5

2-1-2- دود  5

2-1-3- نور  5

2-2-دریافت علائم   6

2-2-1- تشخیص حرارت   6

2-2-1-1- سنسورهای دمای ثابت       7

2-2-1-2- سنسورهای تشخیص تغییرات دما 8

2-2-1-3- سنسورهای ترکیبی   8

2-2-1-4- سنسورهای الکترومکانیکی   9

2-2-1-5- سنسورهای اپتومکانیکی   11

2-2-1-6- سنسورهای الکتروپنوماتیک    11

2-2-1-7- سنسورهای الکترونیک    11

2-2-2- تشخیص دود  12

2-2-2-1- سنسورهای یونیزاسیون   13

2-2-2-2- سنسورهای فوتوالکتریک    15

2-2-3-تشخیص شعله  18

2-2-3-1- سنسورهای مادون قرمز  18

2-2-3-2- سنسورهای ماوراء بنفش     19

2-3- روشهای مبتنی بر پردازش ویدئو  19

2-3-1- تشخیص آتش در محدوده طول موج مرئی   21

2-3-1-1- تشخیص رنگ        22

2-4- فضای رنگی چیست    23

2-4-1- فضای رنگی RGB   24

2-4-2- فضای رنگی HSV   25

2-5- تشخیص اجسام در حال حرکت       28

2-6- آنالیز حرکت و سوسو زدن با استفاده از تبدیل wavelet و فوریه  30

2-7- آنالیز و تغییرات مکانی رنگ wavelet  30

2-8- تکنیک های طبقه بندی   31

2-9- آنالیزهای بافت و الگوهای پویا 32

2-10- تشخیص آتش در طیف مادون قرمز  32

2-11- مروری بر روشهای دنبال کردن اشیاء (Object tracking)  34

2-11-1- روش Kalman Filter برای دنبال کردن اشیا 35

2-12-روش Gaussian Mixture Model برای تشخیص اجسام متحرک    36

2-12-1- متغیرهای تصادفی   36

2-12-2- متغیرهای تصادفی Gaussian و Gaussian Mixture  36

فصل سوم: مروری بر مقالات.. 39

3-1- روشهای تشخیص آتش     39

3-1-1- استفاده از مدل رنگی   39

3-2- روشهای تشخیص دود  45

3-4- نوآوری های پایان نامه  52

فصل چهارم: روش پیشنهادی.. 53

4-1- مقدمه    53

4-2- عملکرد دوربین های مدار بسته  54

4-3- شرایط نوری   55

4-4- الگوریتم های ارائه شده  56

4-4-1- روند پردازش تصویر برای تشخیص آتش     56

4-4-2- شناسایی حرکات شعله  57

4-4-3- عملکرد AE (Automatic Exposure)  58

4-4-4- طیف رنگی مناسب برای تشخیص شعله    60

4-4-5- استفاده از blob analysis برای حذف نویز و دسته بندی نقاط   63

4-4-6- به حداقل رساندن هشدارهای غلط توسط دنبال کردن اشیاء (object tracking) 63

4-4-7-  استفاده از Kalman filter در الگوریتم این تحقیق   64

4-4-8- محدودیت های این روش    64

4-5- روند پردازش تصویر برای تشخیص دود  65

4-5-1- مقدمه  65

4-5-2- روند پردازش    66

4-5-3- حذف نویز توسط morphological opening  67

4-5-4- آنالیز رنگی   68

فصل پنجم: ارزیابی نتایج. 70

5-1-مقدمه    70

5-2- کارهای انجام گرفته  71

5-2-1- تشخیص آتش     72

5-2-2- حذف نویز به وسیله blob analysis  72

5-2-3- کاهش هشدار غلط توسط الگوریتم دنبال کردن اشیاء  73

5-2-4- مفروضات مسئله  73

5-2-5- نمایش و مقایسه نتایج   73

5-2-6- تشخیص دود  80

5-3- پیشنهادات   85

مراجع      86

Abstract  90

فهرست شکل ها

شکل 1- نمایش یک سنسور دمای ثابت    7

شکل 2- نمایش سنسورهای ترموستاتی   9

شکل 3 – نمایش نوعی از سنسورهای حرارتی [6]  10

شکل 4- نمایش سنسورهای خطی موسوم به توزیع یافته [6]  10

شکل 5- نمایش محفظه تک قطبی سنسور دود [6]  13

شکل 6- نمایش محفظه دو قطبی سنسور دود [6]  14

شکل 7- نمایش سنسور دود یونیزاسیون دو محفظه ای [6]  14

شکل 8- سنسور فوتوالکتریک که در طول زیاد به کار گیری شده است [6]  16

شکل 9- سنسور فوتوالکتریک نقطه ای [6]  16

شکل 10- سنسورهای فوتوالکتریک مبتنی بر پراکندگی نور [6]  17

شکل 11- نمایش محتوای رنگی برای دود و آتش- برای دود مقادیر RGB بسیار به هم نزدیک بوده و برای آتش به صورت R>G>B است [5]  22

شکل 12- نمایش مکعب مدل رنگی RGB و فطر خاکستری   24

شکل 13- نمایش مکعب RGB و شش ضلعی ساخته شده توسط رئوس آن [13]  26

شکل 14- نمایش مخروط رنگی مربوط به فضای HSV [13]  27

شکل 15- آنالیز حرکت و روش تفریق پس زمینه [5]  29

شکل 16- نمایشی از کاربرد kalman filter [21]  35

شکل 17- فلوچارت مربوط به الگوریتم تشخیص الگوی چند مرحله ای ارائه شده در [3]  42

شکل 18- نمایش فلوچارت الگوریتم شناسایی آتش و دود [2]  44

شکل 19- فلوچارت مربوط به الگوریتم شناسایی دود توسط SVMها [27]  47

شکل 20- نمایش تفاوت هیستوگرام CS-LTP  در حضور و عدم حضور دود [28]  49

شکل 21- فلوچارت مربوط به الگوریتم شناسایی دود با استفاده از تکنیک جداسازی تصاویر [15]  52

شکل 22- نمونه ای از یک حسگر CCD   55

شکل 23- نمایش تاثیر تغییرات exposure در تصاویر دریافتی   58

شکل 24- عدم وضوح شعله های آتش در شرایط نوری تونل در مقایسه با شرایط محیط باز  59

شکل 25- نمایش شدت طیف های مختلف RGB و تطبیق آن با محدوده آتش     61

شکل 26- بررسی هیستوگرام برای طیف های مختلف ویدوئو در مدل رنگی RGB   61

شکل 27- نمونه ای از خروجی های الگوریتم تشخیص شعله  63

شکل 28- نمایش استفاده از object tracking در الگوریتم شناسایی آتش     64

شکل 29- تشخیص دود با استفاده از GMM و روش تفریق پس زمینه [30]  67

شکل 30- نمونه ای از کاربرد morphological opening جهت حذف نویز  68

شکل 31- خطای غیر قابل قبول در شرایط محیطی بیرون و روز  74

شکل 32- استفاده از disk برای انجام morphological opening  80

فهرست جدول ها

عنوان و شماره                                                                                           صفحه

جدول 1- نمایش نمونه های آتش پردازش شده در تحقیق   76

جدول 2-  نمایش نمونه های دود پردازش شده در تحقیق   82

جدول 3-  مقایسه بصری نتایج با کارهای مشابه. الف) الگوریتم ارائه شده در این تحقیق. ب) الگوریتم ارائه شده در [31]. ج) الگوریتم ارائه شده در [32]. د) الگوریتم ارائه شده در [25]. ه) الگوریتم ارائه شده در [27].  و) الگوریتم ارائه شده در [26]  84

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo