基于視頻圖像的森林火災(zāi)自動(dòng)監(jiān)測(cè)識(shí)別技術(shù)研究.pdf

1、森林火災(zāi)是一種破壞性極強(qiáng)的自然災(zāi)害，全世界每年有數(shù)十萬(wàn)次的森林火災(zāi)發(fā)生，嚴(yán)重危害著地球的生態(tài)資源和人類的生存發(fā)展。因此森林火災(zāi)的監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)，已經(jīng)成為當(dāng)今世界各國(guó)都十分關(guān)注的研究課題。
　　隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各種新興的技術(shù)手段，如衛(wèi)星遙感、智能傳感器、無(wú)人機(jī)、紅外探測(cè)等技術(shù)正逐漸應(yīng)用于森林火災(zāi)的監(jiān)測(cè)預(yù)警領(lǐng)域，傳統(tǒng)的人工巡邏、瞭望塔監(jiān)測(cè)的手段也迎來(lái)了革命性的改變，這其中一種新的基于視頻監(jiān)控圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)的火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警方

2、法由于其適用范圍廣、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，正受到越來(lái)越多研究學(xué)者的關(guān)注。本文的課題就是研究基于視頻監(jiān)控圖像的森林火災(zāi)自動(dòng)監(jiān)測(cè)識(shí)別技術(shù)及軟件系統(tǒng)，目的是實(shí)現(xiàn)已經(jīng)安裝在林區(qū)的視頻監(jiān)控硬件系統(tǒng)與森林火災(zāi)自動(dòng)識(shí)別軟件系統(tǒng)的結(jié)合，從而輔助或替代人工監(jiān)測(cè)方式，實(shí)現(xiàn)全天候林火自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警功能，具有一定的創(chuàng)新性和實(shí)用意義。
　　本文主要從三個(gè)方面闡述了課題的研究?jī)?nèi)容：一是先對(duì)森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了研究分析、比較，而后對(duì)森林火災(zāi)的圖像特性以及

3、圖像處理和模式識(shí)別的理論技術(shù)基礎(chǔ)進(jìn)行了概述；二是對(duì)本課題研究的林火圖像自動(dòng)監(jiān)測(cè)識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行功能需求分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提出通過(guò)圖像預(yù)處理、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)、圖像特征提取、識(shí)別分類的模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)路線，并改進(jìn)識(shí)別分類部分，變?yōu)闊熿F和火焰雙模塊的分類器，從而滿足全天候監(jiān)測(cè)的需求。之后在系統(tǒng)各模塊的技術(shù)選型中，首先使用中值濾波和灰度處理方法進(jìn)行圖像降噪、數(shù)據(jù)壓縮的預(yù)處理；其次運(yùn)用混合高斯背景模型及差分檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控圖像中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)；再對(duì)檢測(cè)到的

4、目標(biāo)圖像提取顏色矩、能量、熵、逆差矩、圓形度等多維特征融合為歸一化的特征向量；最后使用支持向量機(jī)（SVM）的二分類器進(jìn)行識(shí)別判決，并按這一技術(shù)思路，實(shí)現(xiàn)了本系統(tǒng)的總體技術(shù)方案設(shè)計(jì)。三是根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)方案和原理，進(jìn)行各模塊技術(shù)實(shí)現(xiàn)算法的研究和改進(jìn)，并通過(guò)Matlab進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真和功能測(cè)試。
　　最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)樣本視頻圖像的預(yù)處理、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)分割、特征提取和識(shí)別的基本功能，通過(guò)算法的優(yōu)化，一定程度上降低了運(yùn)算的復(fù)雜度，