【正文】 自然數(shù)集合或子集，窗口長(zhǎng)度為n，則濾波器輸出為： 公式（39）其中Med表示取的中值。火焰圖像的處理就是用當(dāng)前圖像減去參考圖像而得到目標(biāo)圖像中不需要的圖像部分，而只保留所關(guān)心的圖像。設(shè)原圖像為，則閥值分割后的圖像為： 公式（312）這樣：g(x，y)=1時(shí)，則有火災(zāi)發(fā)生；g(x，y)=0時(shí)則無(wú)火災(zāi)發(fā)生。我們可以用幾何函數(shù)來(lái)描述火災(zāi)早期火焰的形成過(guò)程，其方程見(jiàn)公式(313)： 公式(313)式中：　y為火焰影像面積； t為測(cè)量時(shí)間；t0為火焰影像增長(zhǎng)的起始時(shí)刻； a、n為與可燃物特性參數(shù)。與此相對(duì)應(yīng)，如果M10/M01同時(shí)有規(guī)律地變化（如同時(shí)增大），則證明有高亮度的物體攝像機(jī)方向移動(dòng)，這樣可以排除干擾。因邊界是連續(xù)的，所以每一個(gè)邊界點(diǎn)都可以用前一個(gè)邊界點(diǎn)對(duì)當(dāng)前邊界點(diǎn)所形成的角度來(lái)表示，于是。矩是一種基于區(qū)域內(nèi)部的數(shù)字特征，對(duì)于給定的二值圖像，0表示背景，1表示目標(biāo)，那么它的矩陣表示如下： 公式（316）那么，代表目標(biāo)區(qū)域面積，和方向的一階矩可簡(jiǎn)化為和方向上的目標(biāo)點(diǎn)個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)，目標(biāo)區(qū)域的重心坐標(biāo)則可根據(jù)如下表達(dá)式計(jì)算: 公式(317)得到目標(biāo)區(qū)域的質(zhì)心后再和方向的一階矩（M10/M01），對(duì)于二值圖像來(lái)說(shuō)，可以將其簡(jiǎn)化為和方向上目標(biāo)點(diǎn)的個(gè)數(shù)?；鹧嬗跋衩娣e的變化規(guī)律我們使用CCD來(lái)攝取火災(zāi)的火焰影像，其影像灰度值將固定在特定的“閾值”取值范圍內(nèi)。閥值迭代算法跟數(shù)學(xué)上的逐漸逼近和迭代類(lèi)似。其方法就是將圖像中具有一定涵義的不同區(qū)域進(jìn)行分割，使得這些區(qū)域不自相交，所得到的區(qū)域都具有相同的特性[36]。在一維的情形下，中值濾波器是一個(gè)含有奇數(shù)像素的滑動(dòng)窗口。我們根據(jù)火災(zāi)特定的環(huán)境，取RGB三基色，再根據(jù)閾值大小得到火災(zāi)活動(dòng)的不同區(qū)域，從而排除非火災(zāi)因素，做出是火災(zāi)和非火災(zāi)的準(zhǔn)確判斷。它利用攝像頭對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)攝取的視頻信號(hào)由圖像采集卡捕捉為數(shù)字圖像并輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)根據(jù)圖像特征進(jìn)行分析和處理，從而達(dá)到探測(cè)火災(zāi)的目的。如該醫(yī)院就有兩種情況出現(xiàn)誤報(bào)警：①由于該醫(yī)院設(shè)有紅外線放射科，每天受理放射檢查的病號(hào)比較多，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間稍長(zhǎng)，紅外線放出來(lái)的信號(hào)也會(huì)被火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警接收產(chǎn)生故障報(bào)警信號(hào)，出現(xiàn)誤報(bào)。 圖35 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)與城市“119”消防網(wǎng)絡(luò)圖（3）計(jì)算機(jī)根據(jù)起火部位（或方位）打印系統(tǒng)打印報(bào)警單，圖36為打印窗口圖。只有在前三層匹配正確情況下才去匹配協(xié)議類(lèi)型，輔以系統(tǒng)/部件類(lèi)型匹配（該條件可以沒(méi)有），找出數(shù)據(jù)格式的各種可能組合，通知相應(yīng)計(jì)算模塊，加以統(tǒng)計(jì)分析、存儲(chǔ)并出具分析報(bào)告及顯示分析結(jié)果，繼而判識(shí)數(shù)據(jù)有用的格式。為了抑制噪聲等干擾對(duì)信號(hào)斜率計(jì)算的影響，引入一個(gè)累加函數(shù)a(n)： 公式(34) 式中，u(x)為單位階躍函數(shù)，Sg為預(yù)設(shè)的一個(gè)閾值式：當(dāng)Sg0，只有信號(hào)幅值與其穩(wěn)態(tài)值RW算得的差值函數(shù)d(n)Sg時(shí)，才進(jìn)行累加運(yùn)算，否則累加函數(shù)a(n)歸0；當(dāng)差值函數(shù)d(n)再超過(guò)Sg時(shí)，再次開(kāi)始累加；對(duì)于Sg0時(shí)，只有信號(hào)幅值與穩(wěn)態(tài)值RW算得的差值函數(shù)d(n)Sg時(shí)，才進(jìn)行累加運(yùn)算，否則累加函數(shù)a(n)歸0，當(dāng)差值函數(shù)d(n)再超過(guò)Sg時(shí)，再次開(kāi)始累加。依此類(lèi)推，即可得到正確的通信數(shù)據(jù)，并最終確定通信設(shè)置的各種匹配的參數(shù)。數(shù)據(jù)信息的0/1量化串方式火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)采樣接收到的時(shí)間—電平值依照計(jì)算機(jī)本身的波特率進(jìn)行0/1字符串量化進(jìn)行操作，得到一組由0/1字符組成的正文串L符號(hào)。這些識(shí)別方法的應(yīng)用與研究對(duì)進(jìn)行火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)分析與決策起著至關(guān)重要的作用。表現(xiàn)為：①非火災(zāi)時(shí)有明顯的穩(wěn)態(tài)值；②火災(zāi)發(fā)生時(shí)信號(hào)顯示了比較明顯的正向（信號(hào)增加）趨勢(shì)特征；③信號(hào)的趨勢(shì)變化持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)，相比一些短暫但強(qiáng)烈的干擾脈沖信號(hào)是不同的。圖32 某大學(xué)附屬醫(yī)院火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)形式圖工程碩士學(xué)位論文 第三章 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)信息識(shí)別方法為研究起見(jiàn)，我們結(jié)合某大學(xué)附屬醫(yī)院的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)先研究一下火災(zāi)信號(hào)的特征，為后面研究火災(zāi)信號(hào)的識(shí)別方法服務(wù)。(7) 可鍵盤(pán)編程或計(jì)算機(jī)離線編程，有豐富的矩陣控制功能。尤其在高層建筑、大型商場(chǎng)、通信樞紐、賓館酒店、高等院校等基礎(chǔ)設(shè)施中，按照國(guó)家建筑規(guī)范要求都必須設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。如圖29。對(duì)于模擬量火災(zāi)探測(cè)器，火災(zāi)探測(cè)器內(nèi)包括敏感元件和放大器兩部分，多路轉(zhuǎn)換器以后的電路在控制器內(nèi)。而微型計(jì)算機(jī)極強(qiáng)的運(yùn)算能力、眾多的邏輯功能等優(yōu)勢(shì)，對(duì)改善和提高系統(tǒng)的快速性、準(zhǔn)確性、可靠性方面顯示出強(qiáng)大的生命力。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員只要將所使用的探測(cè)器的地址碼讀出，標(biāo)在設(shè)計(jì)圖上，然后在相應(yīng)的地址碼上將該部件的位置名稱(chēng)輸入主機(jī)。手動(dòng)報(bào)警按鈕、消火栓按鈕、輸入模塊和輸出模塊等部件，也采用同樣的方法進(jìn)行編碼。這就是隔離功能。當(dāng)收到探測(cè)器（手動(dòng)報(bào)警按鈕、消火栓按鈕及輸入模塊）發(fā)來(lái)的火警信號(hào)時(shí)，均可在控制器發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)；這時(shí)火警指示燈亮；顯示首次報(bào)警地址號(hào)及總數(shù)，其余火警可通過(guò)鍵盤(pán)操作顯示火警地址；鎖定時(shí)鐘顯示，直至火警復(fù)位，才顯示實(shí)際時(shí)間（年、月、日、時(shí)、分）。正是基于這種思想和高層智能化建筑以自救為主的消防指導(dǎo)原則，我國(guó)的消防技術(shù)規(guī)范《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045——1995)（2002年版）、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GBJ161987)（2002年版）、《建筑內(nèi)裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50221995)和《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50116——1998)等都對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及其技術(shù)產(chǎn)品提出了以下的一些要求：(1) 確保建筑物內(nèi)火災(zāi)探測(cè)和報(bào)警功能有效，保證不出現(xiàn)漏報(bào)真實(shí)火災(zāi)；(2) 克服環(huán)境因素對(duì)系統(tǒng)的影響，減少系統(tǒng)的誤報(bào)率；(3) 確保系統(tǒng)工作可靠穩(wěn)定，信號(hào)傳輸準(zhǔn)確及時(shí)；(4) 要求系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)靈活性和產(chǎn)品成系列兼容性，適應(yīng)不同工程需要；(5) 要求系統(tǒng)工程適應(yīng)性強(qiáng)，系統(tǒng)布線簡(jiǎn)單、靈活、方便；(6) 要求系統(tǒng)應(yīng)變能力強(qiáng)，為工程調(diào)試、系統(tǒng)管理和維護(hù)諸方面提供方便；(7) 要求系統(tǒng)的性能價(jià)格比高；(8) 要求系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能豐富、聯(lián)動(dòng)邏輯多樣、控制方式有序有效。從圖中可以得知：高層建筑及智能建筑中的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是以火災(zāi)現(xiàn)象為監(jiān)測(cè)對(duì)象，根據(jù)防火、滅火要求和特點(diǎn)而設(shè)計(jì)、構(gòu)成和工作的。如：金融領(lǐng)域的專(zhuān)用信息系統(tǒng)、工業(yè)企業(yè)領(lǐng)域的專(zhuān)用信息系統(tǒng)、國(guó)家宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控領(lǐng)域的專(zhuān)用信息系統(tǒng)等[21，22]。通訊自動(dòng)化 該系統(tǒng)可分為衛(wèi)星通訊、圖文通訊、語(yǔ)言通訊及數(shù)據(jù)通訊等四個(gè)子系統(tǒng)[20]：(1) 衛(wèi)星通訊突破了傳統(tǒng)的地域觀念，起到了零時(shí)時(shí)差信息的重要作用；(2) 圖文通訊在當(dāng)今智能化建筑中，可實(shí)現(xiàn)傳真、可視數(shù)據(jù)檢索、電子郵件、電視會(huì)議等多種通訊業(yè)務(wù)。智能建筑的結(jié)構(gòu)可用圖21表示。第一章為緒論，主要概述了本文的研究背景和研究意義，然后研究了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與水平，最后給出了本課題的研究?jī)?nèi)容和文章的組織結(jié)構(gòu)。研究了火災(zāi)圖像噪聲消除、背景差分法等算法在圖像處理中的應(yīng)用，通過(guò)仿真，驗(yàn)證了算法的可行性。LA040型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是北京立安山雀智能系統(tǒng)有限責(zé)任公司的典型技術(shù)產(chǎn)品。防排煙閥的控制采用總線輸出技術(shù)，每個(gè)控制點(diǎn)可用一個(gè)外控模塊控制，并通過(guò)外控模塊返回運(yùn)用信息，模塊編碼可以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)，最多可控100個(gè)點(diǎn)?？膳c普通火災(zāi)探測(cè)器一樣接到探測(cè)總線上，輸入模塊所需信號(hào)為常開(kāi)開(kāi)關(guān)信號(hào)。布線可采用干支或環(huán)形。系統(tǒng)在火災(zāi)報(bào)警控制器和消防設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制器采用96系列16單片機(jī)和模塊化總線制結(jié)構(gòu)，大容量、大屏幕液晶顯示。目前代表國(guó)際先進(jìn)水平的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的還有美國(guó)愛(ài)德華系統(tǒng)技術(shù)公司（Edwards System Technology , 簡(jiǎn)稱(chēng)EST）的EST3系列火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和英國(guó)科藝公司（THORN SECURITY）的代表性產(chǎn)品—Minerva80系列智能型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。圖13 DS1820內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1Wire單總線可以連接控制器I/O 口的一位，也可以連接兩位，發(fā)送和接收分開(kāi)。單總線的空閑狀態(tài)是高電平，如果單總線保持低電平超過(guò)480ěs，單總線上掛接的所有器件將復(fù)位。其產(chǎn)品具有測(cè)點(diǎn)多、造價(jià)低、安裝維修方面、便于擴(kuò)展、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。并且制定了比較完善的火災(zāi)報(bào)警規(guī)范。智能化建筑的興起，以及微電子技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的飛速發(fā)展，人們對(duì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)提出了更高的要求，使得火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)也出現(xiàn)了智能化的趨勢(shì)[1]。 . 3 數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)分析………………………………………………. 28 圖像型火災(zāi)識(shí)別技術(shù)……………………………………………………30 基本原理 31 火災(zāi)圖像的預(yù)處理 32 火災(zāi)圖像的分割 33 火災(zāi)圖像的特征提取 364 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 397 本章小結(jié) 419第四章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的火災(zāi)圖像探測(cè)技術(shù) 40 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 40 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)火災(zāi)圖像探測(cè)算法 40 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理 40 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 41 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法學(xué)習(xí)步驟 42 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的火災(zāi)探測(cè)實(shí)驗(yàn) 464 本章小結(jié) 486第五章 結(jié)論與展望 519 研究工作總結(jié) 519 進(jìn)一步研究發(fā)展方向 50參考文獻(xiàn) 51致 謝 54攻讀學(xué)位期間主要的研究成果 575第一章 緒論 研究背景與意義隨著信息社會(huì)的發(fā)展，智能建筑比傳統(tǒng)建筑更能夠?yàn)槿藗兲峁├硐氲墓ぷ骱蜕瞽h(huán)境?？紤]到火災(zāi)發(fā)生的雙重性，即隨機(jī)性與確定性，同時(shí)又由于智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)火災(zāi)的一項(xiàng)重要任務(wù)就是將不確定的一面轉(zhuǎn)化成比較準(zhǔn)確的一面。同時(shí)授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所將本學(xué)位論文收錄到《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾提供信息服務(wù)。 作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本人了解中南大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文并根據(jù)國(guó)家或湖南省有關(guān)部門(mén)規(guī)定送交學(xué)位論文，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用復(fù)印、縮印或其它手段保存學(xué)位論文。提出了火焰具有面積、邊緣變化以及形體變化等信息特征的觀點(diǎn)，通過(guò)相應(yīng)的檢測(cè)，進(jìn)行了火焰識(shí)別實(shí)驗(yàn)，達(dá)到了較好的結(jié)果。中南大學(xué)工程碩士論文 第一章 緒論目 錄第一章 緒論.……………………………………………………………………… 研究背景與意義 3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與水平 3 國(guó)外典型產(chǎn)品 4 國(guó)內(nèi)典型產(chǎn)品 7 研究的主要內(nèi)容……………………………………………………….5 論文的組織結(jié)構(gòu) 11第二章 智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成原理 12 智能建筑的組成及功能 12 智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 13 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 13 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)報(bào)警系統(tǒng)基本性能 14 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)基本要求 15 火災(zāi)探測(cè)器原理 16 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器 16 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的線制 18 傳統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 19 現(xiàn)代火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 19 本章小結(jié)……………………………………………………………… 第三章 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)信息識(shí)別方法 23 火災(zāi)信息處理的基本概念................................... 21 火災(zāi)信息處理的基本概念.............................. 22 火災(zāi)信號(hào)的基本特征.................................. 22 通信數(shù)據(jù)信息識(shí)別方法..................................... 24 .................................. 25 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。隨著信息共享性的增強(qiáng)，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的管理必將走向網(wǎng)絡(luò)化，由監(jiān)控中心進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)各部門(mén)的聯(lián)動(dòng)。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備的生產(chǎn)和應(yīng)用歷史較長(zhǎng)，應(yīng)用已經(jīng)普及到了家庭。該系統(tǒng)2000年問(wèn)世以來(lái)，代表了目前火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的國(guó)際先進(jìn)水平。DS18B20在單總線為高電平時(shí)從單總線獲得電荷，供應(yīng)芯片電源，同時(shí)一部分電荷也保存在芯片的寄生電容中，在單總線低電平時(shí)供電。在支路上串接電阻將有效地降低阻抗失配，減少反射能量。1s鐘時(shí)間內(nèi)至少可獲取75個(gè)器件的ROM序列碼。系統(tǒng)特點(diǎn)(1) ZN900系列火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)特點(diǎn)采用先進(jìn)的模擬量檢測(cè)技術(shù)和總線制地址編碼傳輸技術(shù)，具有靈敏、穩(wěn)定、抗干擾、抗潮濕等多功能。當(dāng)由集中控制器和幾臺(tái)區(qū)域控制器聯(lián)網(wǎng)時(shí)，可用此6位撥動(dòng)編碼開(kāi)關(guān)，編制每個(gè)區(qū)域控制器的編程。(2) 輸入模塊ZN907 用于接收水流指示器，擊碎玻璃按鈕等設(shè)備輸出的開(kāi)關(guān)信號(hào)。(2) 防排煙控制柜ZN911 用在通風(fēng)空調(diào)、防排煙設(shè)備及電動(dòng)防火閥控制系統(tǒng)。 代表國(guó)內(nèi)先進(jìn)產(chǎn)品的還有LA040系列火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)?；?