[发明专利]基于欧拉视频增强技术的火焰异常信号提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于欧拉视频增强技术的火焰异常信号提取方法，属于矿井提升设备技术领域。

背景技术

目前，世界上80%的能源来自化石燃料，我国的主要能源资源是煤炭，也就是说我国乃至全球目前都以燃烧作为主要的供能方式。燃烧对于我们每个人来说并不陌生。它是物质剧烈氧化而发光、发热的现象，也称为“火”，也是一种复杂的化合现象。它与我们的生活息息相关，被广泛应用于工业、国防、交通等多个领域。

社会的不断发展使得资源短缺与环境的污染等问题的日趋严重。所以提高能源利用率和减少污染物的排放极为重要。而绝大部分能源用于燃烧，因此想要改善化石燃料带来的这些问题，对燃烧过程中的异常信号的提取则是极为重要的。

目前对于燃烧诊断的技术主要有三类。即吸收光谱类，如可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）方法；发射光谱类，如激光诱导荧光光谱法（LIF）、平面激光诱导荧光法(PLIF)等方法；非线性光谱类，如相干反斯托克斯拉曼光谱（CARS）、简并四波混频光谱(DFWM)、偏振光谱(PS)等。而这些诊断方法对燃烧过程中异常信号的提取成本高、处理复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于欧拉视频增强技术的火焰异常信号提取方法，具有提取成本低，处理方法简单等优点，可以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是：一种基于欧拉视频增强技术的火焰异常信号提取方法，包括以下步骤：

1）信号采集：采集火焰视频序列信号；

2）金字塔分解：用金字塔分解对火焰视频序列进行分解以得到不同频带的视频序列；

3）时域滤波：用带通滤波器对火焰异常信号进行提取；

4）弱信号放大：将提取的火焰异常信号进行放大处理；

5）视频合成：将放大的火焰异常信号与原采集输入的火焰信号进行叠加，完成火焰视频的重组，使火焰异常信号可视化。

所述的金字塔为高斯金字塔，可有效保证图像边缘的平滑性。

所述带通滤波器为理想带通滤波器。

用采样频率为120帧及以上的高速相机采集火焰视频序列信号。

本发明的有益效果是：本发明采用欧拉视频增强技术来对火焰异常信号进行提取并分析异常信号产生的原因，进而优化燃烧动力装置、控制污染物的排放以及防止火灾的发生等，可提高能源利用率和环境的优化。本发明具有操作简单、成本低、可视化等优点，特别适合用于对燃烧异常信号的提取研究。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：

参考图1，本发明一种基于欧拉视频增强技术的火焰异常信号提取方法，包括以下步骤：

1）信号采集：利用相机采集火焰视频序列信号。常用的摄像机一般是30帧、60帧的，仅能针对15~30Hz频段信号进行提取，但一般不稳定火焰具有较高频率的异常信号，为了更好的提取火焰异常信号，可选用采样频率为120帧及以上的高速相机对火焰视频序列进行采集。

2）金字塔分解：用金字塔分解对火焰视频序列进行分解以得到不同频带的视频序列，以便于对各个频段微变信号的提取。为了加快图像的处理速度，可加入图像下采样过程。常用的图像金子塔有拉普拉斯金字塔和高斯金字塔。拉普拉斯金字塔是由高斯金字塔演变而来的，而该金字塔不能保证图像边缘的平滑性。因此本申请优选高斯金字塔来对视频序列图像进行处理。

3）时域滤波：用带通滤波器对火焰异常信号进行提取。常用的带通滤波器有巴特沃斯带通滤波器、理想带通滤波器等。火焰异常信号一般是在一个较窄的频带内变化。因此对于火焰异常信号的提取需要一个具有较窄频带的滤波器。而理想带通滤波器能满足这一特点特性，因此本申请优选理想带通滤波器对火焰异常信号进行提取。

4）弱信号放大：将提取的火焰异常信号进行放大处理。由于火焰的一些异常信号是微小的，因此需要将时域滤波环节选出来的火焰异常信号进行放大。将火焰异常弱信号乘以一个放大倍数，使得异常火焰的变化得以增强，进而便于可视化。

5）视频合成：将放大的火焰异常信号与原采集输入的火焰信号进行叠加，完成火焰视频的重组，使火焰异常信号可视化。