林火地面红外探测图像信号的采集与处理研究

摘要

有效的对火灾进行监控是森林防火的关键技术。目前基于图像处理的林火监测方法是监测火灾发生时生成的烟雾,经信号处理、比较和判断后发出火灾报警信号[1]。对于蔓延较慢的火灾监测效果较好,但是对于突发性伴随大风的火灾由于灰度图像信息少,仍存在难监测的问题,并且不能准确描述火场信息而延误扑火战机。基于上述情况,为了准确、直观的描述火场信息,减少林火损失,林火地面红外探测图像信号的处理研究已迫在眉睫。
　　 本文以先进的红外火灾监测技术为基础,结合林火红外图像的特征和数字图像处理理论,从实际出发,完成了林火地面红外探测图像信号采集与处理系统设计。该系统主要由非制冷IRFPA热像仪、高精度转台、FPGA主板、以太网等组成。热像仪安装在林区瞭望塔上,对林区温度场实施连续分层扫描监测,通过FPGA主板实现每帧林火图像灰度值的正确采集,将采集到的林火图像数据通过以太网传输到上位机进行图像处理,其中包括林火红外灰度图像去噪和伪彩色处理,克服了人眼难以从灰度图像中提取丰富信息的缺点,达到彩色图像能准确直观的描述火场信息的功能,实现智能林火图像识别功能,并将最终识别结果显示在地理信息系统上,方便监测人员做出扑火计划。
　　 该系统能够准确鉴别林火目标,通过热像仪采集火警图像,并对灰度图像进行处理,从复杂的背景中把火警目标用彩色图像识别出来,能够克服电子噪声干扰和背景热异常,如受热的道路,所造成的虚警,弥补了灰度图像不能准确直观的描述火场信息的缺点。
　　 本文主要研究三个模块的内容:林火红外图像采集、林火红外图像传输与噪声处理、林火红外图像伪彩色处理。
　　 本课题接收省信息产业厅专项基金项目资助；项目名称为:红外地面林火探测仪；项目编号:DX01200.002JS