开放环境下基于小波分析的烟雾检测技术研究

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开放环境下林区烟雾的在线视频监控对森林资源的保护、社会生产的可持续性等有着重要的作用。本文在浙江省重大科技专项——基于太阳能的森林火灾监测技术与系统研制项目的支持下,实现开放环境下基于TI DM642平台嵌入式智能烟雾在线监测系统。本文的主要工作及贡献如下:(1)构建了视频监控系统软硬件平台。在硬件框架上,对烟雾算法平台的硬件平台框架进行构建,其中平台以DM642为主要模块,实现了视频采集、视频在本地播放和现场图像的远程传送。在软件框架上,以烟雾算法实现和与其它模块进行通信为目的,使用DSP/BIOS建立多线程调度、线程间通信和中断处理,以完成烟雾算法搭载的软件框架的实现和与摄像机、远程主机信息交互的任务。(2)提出了适应开放环境的在线烟雾检测算法本文提出了开放环境下的在线烟雾智能检测算法。本算法在统计建模基础上进行建模,以可疑区域提取,使用组合颜色与KALMAN模型和自适应GMM模型,接着在基于小波的表达的基础上对烟雾轮廓,区域特征进行时域上提取,通过将时域上烟雾多帧的特征输入到BP神经网络进行烟雾或者伪烟雾的模式的判定,最终确定可疑区域是否为真实烟雾。烟雾模型建立在开放环境下林区数据的基础上,能够在全天候光照变化情况下进行参数的自适应。本文还提出烟雾动态特征中的基于小波表达的烟雾轮廓,区域特性的方法,该方法能够很好的体现烟雾在时域的变化特征,能够区分出烟雾和非烟雾物体。在分类器上,本文提出了基于模式的神经网络判定机制,对多帧做出一次判定,能够有效的减小烟雾检测的误判。(3)完成系统的在开放环境下整体调试本课题是浙江省重大科技专项支持下进行,自2008起,烟雾算法系统整体的软硬件平台搭建完成,并完成了智能烟雾算法时域上动态特征的选取与烟雾算法最终移植。最终在学校树林和绍兴林区两处进行了系统的整体测试,系统运行稳定并能够正确的区分出烟雾和伪烟物体。本项目于2011年5月30日通过省科技厅验收。
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