基于视频序列的火焰模拟

在现有火焰模拟方法的基础上,提出了基于视频序列的火焰模拟方法.该方法首先用火焰视频帧图像提取火焰边界,然后用提取出来的边界对火焰形状建模,并在相邻模型间进行线性插值,获得火焰燃烧过程的形状变化3D动态模型,最后用粒子系统模拟,给出了具体的模拟步骤和实际的模拟效果.     

基于图像的火焰稳定性判别方法研究

针对锅炉燃烧监控系统所采集的火焰动态图像,提出了一种基于在线模糊聚类算法的炉内火焰燃烧诊断方法。该方法分析了火焰图像的特点,提取了判别火焰稳定性的特征量,以提取的特征量作为在线模糊聚类算法的输入参数,分析燃烧图像的隶属度,给出判别标准对燃烧稳定性进行综合评估。将在线算法与离线算法进行比较,实验结果表明,在线算法比离线算法的准确率提高了5.3%,验证了算法的有效性。该方法对实现燃烧状态自动监测,保障锅炉安全运行具有重要意义。     

基于ABDND算法的炉膛火焰图像脉冲噪声滤波研究

为使炉膛火焰电视采集的煤粉燃烧图像更加清晰、细节更加完整,需对燃烧图像进行脉冲噪声滤波。本文将一种现有的开关中值滤波算法(ABDND)利用matlab进行编译仿真,通过对两幅EI-XCL燃烧器的煤粉燃烧图像的灰度图像进行噪声添加并利用ABDND算法与中值滤波算法分别对噪声图像作滤波处理,经过对两种算法的滤波结果进行分析对比,实验结果表明,ABDND算法在炉膛火焰煤粉燃烧灰度图像的噪声滤波中应用良好。     

基于改进的粒子系统的火焰模拟

在总结了国内外学者所建立的各种火焰模拟方法的基础上,基于粒子系统模型,对传统粒子系统的火焰模型进行了一些改进.详细讨论了改进后控制参数和函数的由来和设置,并研究了各个控制参数对于火焰效果的影响.同时,也拥有对风等外界影响因素的丰富体现力,在一定程度上克服了随机性,能够生成不同形态的火焰燃烧的情景.最后给出了一些已经实现的火焰效果.     

多特征量对数回归的火焰快速识别算法

为了提高实时视频监控中火焰识别率和降低误识率,提出了一种基于多特征量对数回归模型的火焰快速识别算法。首先,根据火焰的色度特征进行图像分割,通过运动目标与参考图像差分运算获取火焰候选区域（CFR）;然后提取候选区域的面积变化率、圆形度、尖角个数以及质心位移等特征量,建立火焰的对数回归快速识别模型;其次采用美国国家标准与技术研究院（NIST）、仁荷大学计算机视觉实验室（ICV）和基于计算机视觉的火灾探测（VisiFire）实验库以及自制蜡烛、纸燃烧火焰中的火焰和非火焰图像中的300幅进行参数学习;最后选取实验数据库中8段视频共11071幅图像进行识别算法检验。测试结果表明,所提算法的真正率（TPR）达到93%、真负率（TNR）达到98%,识别平均用时0.058 s/帧。所提算法识别速度快且识别率高,可以应用于嵌入式实时图像火焰识别。     

海天背景下三维目标红外成像仿真方法研究

通过建立的目标三维模型和场景数学模型,利用光线跟踪技术与图像融合算法,实现了海天背景下指定场景信息的目标红外成像仿真.首先,介绍仿真的主要流程,然后对建立三维目标信息、实现光线跟踪算法、目标红外图像与背景红外图像融合三部分分别进行了讨论,最后给出了实验生成的海天背景下指定位置的三维目标的仿真红外图像.     

一种面向对象的三维晶粒形貌建模与仿真算法

该文提出了一种面向对象的三维晶粒形貌建模与仿真算法。首先根据微观组织模拟的连续形核模型和晶粒的细胞生长法。对多晶体凝固过程中晶粒组织进行了三维建模，同时利用面向对象的方法，构造多晶体的数据模型和数据结构，然后采用CSG／B—rep混合表示方法建立多晶体仿真模型。该算法在PC机上实验表明，所建模型较好地仿真了三维多晶体组织，因此该算法为多晶体晶粒三维形貌的研究提供了一种行之有效的方法。     

基于燃烧模型的微弱火焰高度检测

火焰高度是描述火焰特性、确定火焰燃烧状态的重要参数,目前多使用目测方法进行检测.微弱火焰具有亮度低、信噪比低、火焰轮廓模糊的特点,人工目测困难,常规图像分析方法检测对阈值依赖性高.为解决上述问题,在利用常规图像处理方法提取的不完整火焰边缘后,建立火焰轮廓的多参数模型,进而计算火焰高度.实验结果表明:该算法抗干扰能力强,...     

锥束 X-射线 CT 投影数据的仿真

研究 CT 图像优化问题,针对提高精确性和有效性,传统的解析方法很难应用于几何形状比较复杂的物体.为了提高CT 图像重建精度,提出从离散化图像的 Radon 变换,推导出一种模拟 X-射线投影数据的模型,并提出采用模型的快速计算方法.模型不受物体内部几何形状和扫描轨迹限制,用于数字化灰度图像.利用上述方法对三维 SHEPP-LOGAN 模型的投影数据进行仿真,并对得到的数据采用 OS-EM 算法进行重建.结果表明,提高了图像精度,进一步验证了方法的有效性.     

基于多尺度颜色小波纹理特征的火焰图像分割

火焰图像分割质量对基于数字成像的燃烧监测十分重要。受炉膛背景及燃烧工况的影响,难以同时满足火焰图像分割速度和准确度（即火焰图像分割结果与真实火焰接近程度）的需求。提出一种基于多尺度颜色特征和小波纹理特征（MCWT）的无监督火焰图像分割方法,用于提高火焰图像分割的质量和速度。结合火焰图像颜色特征及小波纹理特征构建特征矩阵,对特征矩阵进行压缩并初步检测压缩尺度火焰区域。根据压缩尺度火焰边缘确定原始尺度火焰边缘区域并构建火焰边缘区域特征矩阵,进一步分割得到准确火焰图像分割结果。采用该方法对某工业煤燃烧实验炉内不同燃烧工况下的火焰图像进行分割,并与传统分割方法对比。实验结果表明与其他传统分割方法相比,提出方法能够更准确且快速地实现不同燃烧工况下火焰图像的分割,并且其对于含有高斯噪声和椒盐噪声的火焰图像都具有更好的分割效果。     

色彩上下文感知的火焰目标实时检测

提出一种新颖的色彩上下文感知的火焰目标实时检测算法。算法定义了两种新的火焰特征向量：火检上下文动态特征切入列,火焰特征最优区域。相对于传统火焰检测算法对火焰图像序列中每帧的所有像素逐点扫描,算法仅对每帧中的关键位置——火焰特征最优区域进行扫描,根据火焰图像序列中一系列关键位置的检测情况预测火焰目标的整体燃烧状况。实验表明,该算法对于炉膛火焰的实时检测和估算效率高。     

基于BP网络的锅炉炉膛火焰燃烧状态自动识别

提出了一种基于神经网络的锅炉炉膛火焰燃烧状态的识别和灭火预警、报警系 统.燃烧火焰图像由CCD摄像机、传像光纤和图像卡采入计算机,经预处理后由神经网络识 别其燃烧状态,并根据识别结果进行灭火的预警和报警.神经网络由BP算法进行训练.实验 结果表明:新系统对火焰燃烧状态有很高的识别准确性,可以有效地实现灭火报警.     

改进的ART网络在火焰燃烧状态识别中的应用

基于采集的电站锅炉燃烧器火焰图像,利用数字图像处理技术,讨论了特征值的意义和提取方法,提取了火焰图像特征区内灰度的平均值和标准差2个特征向量,运用现代人工神经网络智能理论,设计并改进了ART2网络算法,经过训练和实际应用后,ART2网络对一定工况的旋流燃烧器和直流燃烧器火焰燃烧状态都具有很好的识别能力,判别准确,网络稳定,实现燃烧状态实时判断,在现场取得了良好的实际应用效果。     

火灾中火场运动方向估计方法研究

研究火灾中火焰运动方向估计问题。针对火灾现场,燃烧中的火焰存在着动态特征不定,运动方向容易发生随机性改变,影响估计的准确性。传统的物体运动方向估计方法很难对燃烧的火焰做出准确的方向估计。为解决上述问题,提出基于运动能量块计算的火焰运动方向判定方法,首先为燃烧的火焰建立运动能量块,创立火焰的动态特性,通过预判火焰运动块的方向,形成运动块在各个方向上的匹配,完成对火焰燃烧过程中,运动方向的准确估计。仿真结果证明,改进方法能对燃烧中的火焰运动方向做出准确估计,取得了满意的效果。     

具有仿反馈机制的图像模式分类认知

目的 模仿人类认知事物反复推敲比对的过程,探索了一种具有仿反馈机制的图像模式分类认知方法和计算模型,通过认知结果分析评价指标体系在不同认知需求下逐级优化特征空间,实现从全局到局部的仿反馈认知模式,并成功应用于回转窑火焰图像的烧成状态认知。方法 首先,提出了训练层和认知层耦合运行的具有仿反馈机制的图像模式分类认知模型,阐述了模型的目标、结构和功能;其次,设计了基于认知结果分析评价的仿反馈运行机制,建立了认知结果分析评价指标体系;然后,针对火焰图像烧成状态认知的应用,采用核主成分分析技术(KPCA)构建初始火焰图像特征空间,以建立最大认知信息量意义下的图像模式分类认知信息系统,继而基于属性核计算和马氏可分性评价指标建立压缩的认知信息系统;最后,在不同认知需求下,基于分析评价指标体系评估认知结果,更新压缩认知信息系统,实现烧成状态仿反馈智能认知。结果 对采集的火焰图像进行了仿真实验研究,平均认知精度达到91.78%。结论 实验结果表明,相对于已有的开环认知方法,本文方法可以通过仿反馈机制对难以区分相似样本进行反复认知,有效改进了认知精度。     

Discrete dynamic simulation models and technique for complex control systems

The method for dynamic model synthesis and discrete simulation of complex hierarchical control systems is presented. The method provides integration of large data sets, monitoring data and expert knowledge with the process of simulation and analysis of system state dynamics, thus providing an extensible and evolvable environment and reuse of knowledge and simulation models. The method is based on the hierarchical state diagrams technique and control scenarios methodology. The general structure of corresponding computer simulation system is also proposed. We also outline general principles of computer realization of our simulation approach, and schemes of model-based knowledge representation. The proposed method is based on the object-oriented paradigm and is especially powerful in information-intensive environments.     

运行体的水波生成与扩散模拟算法

根据数字图像处理的基本原理,采用邻域扩散的思想,结合水波的物理意义,提出了一种综合线性叠加和线性滤波的运动体在水域中形成的运行水波的生成与扩散数值模拟算法.首先,讨论了在无外力影响的情况下,波源加入的算法模型,并给出了几个振荡发生器及其快速实现方法.然后,对水波扩散与衰减给出了八邻域滤波和二十四邻域滤波实现的模拟方法.接着,对实现水波立体感的方法进行了分析,给出了水波折射效果及其表达方法的算法模型.最后给出了通过本文算法进行模拟实验的效果对比图.该算法准确度较高,速度快,效果较好,对虚拟现实的实现具有较大的实用价值.     

基于边界矩和支持向量机的火焰识别算法*

根据火焰的燃烧特性,结合火焰的空间形状特征和动态变化特征,设计了一种基于动态边界矩和支持向量机的火焰识别算法。利用相邻帧边界矩不变量的差值来描述火焰的动态特征,基于支持向量机对火焰和疑似火焰目标样本进行分类检测。实验表明,该算法具有较好的火焰目标识别性能、较低的虚警率和较强的抗干扰性能。     

Reconfigurable simulator using graphical user interface (GUI) and object-oriented design for OFDM systems

In this paper, a design of a new object-oriented simulation environment and graphical user interface (GUI) for versatile orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems is presented. This is achieved using high-level design, parallelism and usability for the simulation environment. GUI interface can serve as a learning/research tool for students or practiced professionals to investigate particular designs. It is evident that OFDM systems intended to be used in dynamic environments must be tested under various conditions in order to be designed for optimality. Hence, a simulation design is proposed coupling the GUI, parallelism, and high-level object-oriented design techniques to be beneficial to the researcher. A high-level design and GUI layouts of the proposed simulator is shown in details. Important OFDM parameters needed for reconfiguration of transmitter components, channel condition parameters, and receiver components are discussed. In addition, this paper provides a simple technique to implement simulation partitioning for increased parallel performance of reconfigurable object-oriented OFDM simulators. This simple technique applies to scenarios where there is disproportionate simulation duration between different OFDM configurations. It is shown to decrease total simulation time considerably.     

露天矿生态重建VR仿真系统研究

介绍了用虚拟现实技术开发露天矿生态重建视景仿真系统的几项关键技术。针对露天矿生态重建应用特点,采用层次型与面向对象相结合的三维数据结构,构造露天矿生态重建视景仿真模型;用LOD技术为露天矿虚拟环境中的地形和建筑物构造多层次、多分辨率的细节模型,提出了基于视点的连续LOD算法,对三维地形模型按数据块进行简化,以适应不同硬件平台和视觉特性的分辨率需求;采用Vega软件实现露天矿三维动态全景图显示与实时驱动的基本方法;用实物标图技术在虚拟场景中进行生态重建规划方案的设计方法;提出一种新的用鼠标获取三维虚拟场景中实体模型信息的算法,实现三维动态查询和与外部数据库的链接。