城市用电量的增加使电缆井内敷设的电缆线路日渐复杂,电缆接头作为电缆附件的薄弱环节容易发生故障,其导致的火灾事故屡见不鲜。目前我国大部分城市电缆井的故障排查与维护采用人工巡检方式,这种排查手段落后、工作量大且难以及时发现电缆故障,因此对检查预防电缆井内电缆接头故障提出了新要求。本文采用图像处理技术,进行了基于红外与可见光图像融合的电缆井内电缆接头故障监测与预警技术的研究。本文主要研究内容如下:（1）提出了一种基于红外与可见光图像融合的电缆接头故障监测系统技术方案。根据电缆接头不正常运行状态下伴随温度升高的现象,选用温度信息作为电缆接头故障的预警信号。针对电缆井内电缆接头的特殊应用场景,提出一种基于红外与可见光图像融合的电缆接头故障监测系统,改进了传统红外图像测温技术无法准确定位电缆接头异常发热区域的不足。（2）完成了电缆接头故障监测系统硬件及软件设计。进行了主控单元、红外图像传感器、可见光图像传感器、数据传输模块的选型和特性参数分析,设计了硬件系统各模块电气原理图;完成了各部分的程序编写与调试,实现了温度数据、红外图像与可见光图像的采集和传输功能。针对红外图像传感器采集图像分辨率低的问题,在红外图像采集过程中采用三次多项式和双线性插值法进行平滑操作,结果显示平滑操作后的红外图像取得更好的视觉效果。（3）提出一种改进的基于非下采样轮廓波变换（NSCT）的红外与可见光图像融合算法。为了提高电缆接头的异常发热区域的辨识度,本文对NSCT分解后图像的低频分量使用基于1l范数融合规则,高频分量使用SML取大融合规则对传统基于NSCT图像融合算法进行改进。对比研究了基于拉普拉斯金字塔（LP）、离散小波变换（DWT）、NSCT和改进的NSCT的红外与可见光图像融合算法,结果显示基于改进的NSCT的融合图像细节和相似度效果最好,同时图像的信息熵和结构相似性比传统的基于NSCT的融合图像提高了3.60%和0.85%。（4）研究了基于温度监测数据实现电缆接头的故障预警方法。对传输的红外与可见光图像进行图像预处理,对比研究了基于对数变换、伽马变换、Retinex变换的图像增强算法,基于均值滤波、高斯滤波、中值滤波、双边滤波的图像滤波算法,结果显示基于Retinex变换的图像增强算法、基于双边滤波的图像滤波算法视觉效果最好。采用了基于SURF的红外与可见光图像配准算法,实验图像验证了该方法的可行性。采用多项式拟合的方法确定电缆接头温度修正函数,改善了电缆接头测量温度随测量距离的增大而衰减的缺陷。当电缆接头温度超过预警温度时,完成了上位机系统基于图像二值化和膨胀处理的异常发热区域定位。本文研究了基于红外与可见光图像融合的电缆接头故障监测与预警系统,完成了硬件与软件系统设计,并搭建实验验证了本文所提方法的可行性和有效性,在满足电缆井内电缆接头故障预警的基础上实现了高效化、低成本化,为电缆接头故障预警技术的发展提供了实践参考和理论支持。该论文有图63幅,表16个,参考文献94篇。