基于视频的林火烟雾识别方法.pdfVIP

ISSN 10 17／18 — — 00-0054 清华大学学报 (自然科学版) 2015年第55卷第2期 CN I1—2223／N JTsinghuaUniv(SciTechno1)，2015，Vo1．55，No．2 243—250．256 基于视频的林火烟雾识别方法 范一舟 ， 马洪兵 (清华大学 电子工程系 ，北京 100084) 摘 要 ：森林火灾是威胁全球森林面积 的一大重要 因素，而 航空巡护 、卫星监测等 4种方法口]。近年来 ，人们还 烟雾作为森林火灾早期的一种显著现象，应当作为森林防火 发展出了利用无线传感器 网络 ，借助温湿度传感器 、 监测的首选 目标。该文针对绕固定轴作周期性转动的摄像 C0和 H。S传感器等进行林火预警的方法l2]。地面 机拍摄 的视频，构建林火监测与识别系统。系统包括视频帧 巡护 由护林人员在林 内进行 ，发现火情及时通知有 定位、前景提取、烟雾判定、背景更新等模块 。提 出了一种基 关部门展开扑救 ，并可以及时阻止无关人员进山，降 于背景帧序列分段模板匹配的视频帧定位算法，可以实现视 低人为林火 的发生概率，但这种方法需要花费大量 频帧在全景背景中的快速准确定位。在前景提取和烟雾判 定等模块 中优化并融合 了多种现有 的图像处理方法 ，取得 了 的人力和时间，而且容易存在疏漏l3]。近地面监测 良好的效果。整个系统可以实时运行，并可以在较长时间内 往往采用嘹望台和视频检测 的手段 ，从分布在林 区 保持稳定状 态。 的固定观察设施获取林 区图像 ，利用计算机技术进 关键词 ：图像匹配；前景提取 ；烟雾检测 行 自动分析，对被监控场景 中的运动 目标进行识别 中图分类号：TP391．41 文献标志码 ：A 和跟踪 ，在异常情况下进行报警 ]。航空巡护可以 文章编号 2015)02—0243—08 采用载人或无人 的航空护林飞机搭载热红外相机来 进行 ，相比而言 ，无人机的机动性更高，且可以全天 候工作 ，更能节约人力 ，具有一定的优势 ]。卫星监 测主要利用物体 的高温与 中波红外辐射亮温 的关 系，使用卫星红外影像来监测地表温度高温异常变 化，从而确定林火发生和发展的动态 ，获取其面积和 边界等信息 ]，是 目前林业发达国家主要采用的监 测技术之一 。 在近地面监测 的林火识别技术 中，即便有时火 灾 已经产生 ，囿于嘹望台或监测站的视野 ，不能直接 观测到火焰 ，而由于烟雾是森林火灾早期最显著的 视觉现象 ，更易观测到飘散的烟雾。因此 ，基于检测