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基于音/视频的机舱监测及报警系统研制

作　者: 张理
导　师: 杨国豪
学　校: 集美大学
专　业: 轮机工程
关键词: 自动化机舱音视频图像识别联动 DirectShow H.264
分类号: U665.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 24次
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内容摘要

船舶航运业是一个古老的行业。随着科学技术的不断发展，船舶动力装置从主要依靠人力到蒸汽机再到内燃机，船舶控制系统由手动操纵发展到依据控制设备形成自动控制系统。进入21世纪后，船舶工业的电气自动化程度、性能和技术水平有了很大程度的提高，随着计算机技术与通信技术发展日益成熟，促进了计算机技术在船舶上的日益发展和广泛应用，船舶无人机舱概念也逐渐地运用到了实际中。音频和视频的监测与报警已经在各个领域发挥了重要的作用如楼宇、交通、工业，然而，在传统船舶的音视频监控中仅限于声音的采集、图像监控。随着对船舶安全性能要求的提升，本论文以轮机自动化机舱为研究背景，研制对自动化机舱内图像、音频采集与识别、远程无线监测、报警显示、云台联动的系统。在船舶机舱在正常状态下，光线的影响相对的稳定，在出现火光、大量烟雾、机舱仪器重要参数等出现异常情况时，可通过图像的识别，判断出异常现象及异常的位置，与数据采集报警平台相连，确定异常信息，迅速地追踪并定位机舱内异常区域的画面，同时发出报警信号，通过机舱内声音的采集，了解机舱内的实况，在出现异常时能够及时地与机舱内管理人员进行沟通。本文对近年来音视频监控技术的发展历程进行了介绍，阐述了各个发展阶段监控系统的特点，在船舶中的应用状况进行了介绍，并展望未来的发展趋势，提出系统的总体框架思路，提出对异常现象的追踪定位方案，对整个监测系统的开发设计。自动化机舱音视频监控系统主要是由底层设备、网络传输、中心服务器、无线网桥、监控中心五大部分组成，底层的设备包括球形一体化摄像机负责对机舱内的音视频信号进行采集、压缩，传感器负责对重要数据的采集；网络传输层是对压缩数据包的传输；中心服务器层负责对音视频服务器、用户、底层传感器数据的管理；无线网桥负责对数据包的无线传送；监控中心是对机舱内的安全信息进行监控与管理。机舱内音、视频的监测及报警系统的研制对于提高自动化机舱内的安全性能有着重要的现实意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-14
  1.1 研究的背景和意义  10-11
  1.2 视频音频监控系统的发展史与国内外研究现状  11-13
    1.2.1 监控系统发展史  11
    1.2.2 国内外研究现状  11-12
    1.2.3 船舶视频监控的应用现状  12-13
  1.3 本文的主要内容及章节安排  13-14
    1.3.1 本文主要内容  13
    1.3.2 本文章节安排  13-14
第2章关键技术的研究与分析  14-29
  2.1 数据压缩技术概述  14-20
    2.1.1 压缩的必要性和可行性  14-15
    2.1.2 数据压缩的过程  15
    2.1.3 数据压缩方法  15-16
    2.1.4 视频压缩标准  16-20
  2.2 ActiveX 技术  20-21
  2.3 DirectShow 技术  21-24
    2.3.1 DirectShow 概述  21
    2.3.2 DirectShow 作用及框架  21-22
    2.3.3 DirectShow 过滤器  22-23
    2.3.4 DirectShow 应用开发过程  23-24
  2.4 图像识别  24-28
    2.4.1 数字图像分割技术  25-26
    2.4.2 图像的滤波处理  26-27
    2.4.3 图像特征参数的分析  27-28
  2.5 本章小结  28-29
第3章机舱监控系统的设计及功能方案  29-46
  3.1 系统描述与网络结构  29-30
  3.2 系统的整体框架思路  30-31
  3.3 云台联动定位设计  31-34
    3.3.1 机舱空间区域的划分  31
    3.3.2 机舱重要数据的采集  31-33
    3.3.3 传感器与机舱空间区域的对应关系  33-34
  3.4 基于 BP 神经网络的火灾图像识别  34-39
    3.4.1 BP 神经网络原理  34-35
    3.4.2 BP 神经网络的算法  35-38
    3.4.3 基于 BP 神经网络的火灾识别  38-39
  3.5 硬件的安装与参数的设置  39-44
    3.5.1 监控设备及参数  39-40
    3.5.2 硬件的安装与性能  40-41
    3.5.3 参数配置  41-44
  3.6 系统的特点  44-45
  3.7 本章小结  45-46
第4章监测系统的开发与测试  46-60
  4.1 开发环境简述  46
  4.2 系统整体流程框架  46-47
  4.3 系统功能的实现  47-57
    4.3.1 网络库接口定义  47-50
    4.3.2 播放库接口定义  50-52
    4.3.3 监控软件基本功能的设计  52-55
    4.3.4 监测的效果  55-57
  4.4 基于 BP 网络的火灾实验分析  57-58
  4.5 音频频谱分析  58-59
  4.6 本章小结  59-60
第5章总结与展望  60-62
  5.1 总结  60
  5.2 展望  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-65
附录  65-69
在学期间发表的学术论文  69

基于音/视频的机舱监测及报警系统研制

内容摘要

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