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森林防火视频监控项目中常见问题的解决

森林火灾是林业最可怕的灾害，它会给森林带来最有害，具有毁灭性的后果。森林火灾

不只是烧毁成片的森林，伤害林内的动物，而且还降低森林的更新能力，引起土壤的贫瘠和

破坏森林涵养水源的作用，甚而导致生态环境失去平衡。尽管当今世界的科学在日新月异地

向前发展，但是，人类在制服森林火灾上，却依然尚未取得长足的进展;于是森林火灾预防

和发现比扑灭更具现实意义。森林防火视频监控就是利用长焦镜头配合低照度摄像机来获取

图像，通过无线方式传输到监控中心，为火灾的预防和发生灾情时提供第一手资料起着至关

重要的作用。下面就某市的森林防火视频监控系统中遇到的较为典型的问题和解决方法做个

简单的分析，为类似系统建设时提供些许建议。

项目概述

某市的森林防火系统通过在辖区森林公园的主要高点安装视频监控点，来监控林区的日

常情况，并利用视频分析软件定时对林区进行扫描，智能的判断是否有警情发生。前端监控

点采用太阳能、风能互补供电，采用微波无线传输技术将图像传输到指挥中心。由指挥中心

的林火识别软件对画面进行分析。系统结构相对简单，但对前端视频摄取图像系统、传输系

统、视频分析系统的要求并不低。前端成像系统采用自动聚焦透雾镜头和超低照度透雾摄像

机。

系统中的技术难点

下面就前端视频图像摄取系统中的技术难点作简单分析。

1、由于林区没有照明系统，且没有配置主动激光照明系统，满足夜间的防盗监控需求

就对监控系统提出了考验。一些品牌采用在镜头和摄像机中加装可见光截止滤光片的方法实

现透雾功能，使得夜间的图像质量不如人意，在透雾与低照度之间无法平衡。

2、本系统采用太阳能、风能供电，供电电压不够稳定。在供电不稳定(基本在系统正常

工作范围内)的情况下，给依靠电压差来判断镜头预置位功能的解码器提出了更高的要求。

往往造成了镜头预置位“跑偏”、模糊等现象。

3、本系统采用无线传输方式，在前端将摄像机输出的模拟视频经过编码器的编码转化

为数字信号传输到监控中心，监控中心再将图像进行解码后显示在大屏幕上。由于编码、传

输、解码的过程中不可避免的产生了延时，且不断的叠加，最终造成整体系统的延时较大。

如果一旦监控目标不在清晰视场，监控中心的人员在有系统延时的情况下对前端的镜头进行

聚焦操作是很难实现的。

4、由于长焦镜头多使用在全天候监控环境中，自动光圈技术的应用就必不可少了。但

随之而来的问题是景深随光圈的调整不断变化，尤其是夜晚光圈全部打开，使得白天可以清

晰观察到的物体在此时可能会变得模糊。另外，长焦镜头给我们带来了更加广泛的观测场景，

在同一个画面中，可能会同时出现近、中、远景目标同时出现的情况，我们需要对不同距离

的目标进行监控。通常监控人员需要不断对镜头进行聚焦，以达到理想的观察效果。如果画

面模糊，将直接影响到监控中心视频检测软件的检测正确率，特别是在无人值守的情况下。

5、由于采用长焦距镜头，将镜头焦距拉到最长时，镜头的视场角不到1°，而云台受风

力影响会造成云台的晃动，使得画面抖动较为厉害。这样画面对图像检测非常不利。

技术难点的解决思路

针对以上提出的问题，笔者认为可从以下几方面加以解决。

1、对于夜间监控问题，可以增加主动光源解决，例如采用激光夜视系统。但此系统造

价较高，且激光的寿命和衰减影响夜视效果，不容忽视的问题。根本的解决办法是采用大口

径、大光圈镜头配合超低照度摄像机来实现夜间的监控。镜头的前口径是决定镜头采集光的

量的一个重要指标，目前镜头可达到100mm以上的前口径，进光面积较一般80mm口径的镜头

增加50%以上。低F值将使大口径镜头获取的光线有效的加以利用，采用375mm镜头的F值

有2.3，和一般镜头的2.5相比(平方数比较)提高了18%;配合最低照度可达0.004Lux(不适用

帧累积)的摄像机。综合上述几个技术点，可以有效缓解夜间监控的迫切需要。

2、本项目中要求具备透雾功能。一般品牌镜头和摄像机组成的成像系统采用的是在镜

头或摄像机中加装可见光截止滤光片的方式来实现白天的透雾。但是夜间照度降低，摄像机

就会切换到黑白模式，此时CCD前就切换上了可见光截止滤光片上。原本夜间照度就差，现

在又人为的将可见光全部过滤掉，得到的画面可想而知。KOWA镜头在对800nm以上波长的非

可见光(透雾模式时的成像波长)增透外，并没有加装可见光截止滤光片，这样就保证了其优

秀的光通量。日立摄像机的透雾模式是将靶面上成像的图像经过DSP分析后，将可见光滤除

掉