图形图像通信与处理技术在林火监测中的应用 第3页
4．1数字视频的特点………………………………………………………………16
4．2视频要求……………………………………………………………………．16
4．2．1操作系统要求……………………………………………………………16
4．2．2计算机配置要求………………………………………………………．．16
4．2．3网络要求………………………………………………………………一17
4．3‘TCP／IP协议…………………………………………………………………17
4．3．1‘TCP／IP特点…………………………………………………………………………………1 7
4．3．2 TCP／IP网络体系结构…………………………………………………．18
4．4 CLIENT／SERVER模式………………………………………………………………………………．19
4．4．1思想……………………………………………………………………．．19
4．4．2套接标识符……………………………………………………………．．19
4．4．3步骤………………………………………………………………………20
4．4．4 TCP连接………………………………………………………………………………………．20
4．5视频采集与远程传输设计…………………………………………………．．20
4．5．1结构……………………………………………………………………．20
4．5．2前端采集部分…………………………………………………………．．2l
4．5．3网络传输部分…………………………………………………………．．22
4．5．4视频接收部分…………………………………………………………．．22
4．6软件设计……………………………………………………………………．22
4．6．1初始化模块……………………………………………………………．．22
4．6．2视频传输模块…………………………………………………………．22
4．7实验…………………………………………………………………………23
4．7．1硬件连接………………………………………………………………．．23
4．7．2安装网络协议…………………………………………………………．．24
4．7．3套接标识符设置………………………………………………………．．24
4．7．3．1 IP地址设置………………………………………………………．．24
4．7．3．2端口设置……………………………………………………………．．25
4．7．4视频传输结果…………………………………………………………．．25
4．7．5传输分析………………………………………………………………．．25
5森林火灾图像处理与识别
5．1图像模型的建立…．．
5．1．1图像的数字化……………………………………………………………．27
5．1．2色彩模型的建立…………………………………………………………．28
5．1．2．1 RGB模型………………………………………………………………………………．．29
5．1-2．2 YUV模型……………………………………………………………29
5．1．2．3 RGB与YUV的转换…………………………………………………29
5．2小波分析理论应用…………………………………………………………．．30
5．2．1二文多分辨分析(2-D MRA)构造……………………………………．．30
5．2．2二文Mallat算法…………………………………………………………．32
5．2．3小波分解与重构…………………………………………………………．32
5．2．4小波函数介绍……………………………………………………………33
5．3图像预处理…………………………………………………………………．33
5．3．1图像直方图表示…………………………………………………………．34
5．3．2灰度图像表示……………………………………………………………34
5．3．3图像受噪模型……………………………………………………………34
5．3．4基于小波理论的图像去噪………………………………………………．35
5．4图像分割……………………………………………………………………．37
5．4．1基于闽值法的图像分割…………………………………………………．．39
5．4．2基于自组织竞争NN的图像分割…………………………………………40
5．4．2．1自组织竞争NN思想………………………………………………．．4I
5．4．2．2特征空间和输入模式的建立………………………………………．4l
5．4．2．3 WTA网络………………………………………………………………………………．．42
5．4．2．3 Kohonen网络…………………………………………………………………………．44
5．5模式识别……………………………………………………………………．45
5．5．1识别方法…………………………………………………………………．46
5．5．2样本分类依据……………………………………………………………．46
5．5．3判决准则…………………………………………………………………．46
5．5．4感知型模型………………………………………………………………47
5．5．5 BP神经元网络……………………j……………………………………．．49
5．6软件编制……………………………………………………………………．49
6结论……………………………………………………………………………5 l
6．1总结…………………………………………………………………………．．51
6．2建议…………………………………………………………………………5l
参考文献……………………………………………………………………………53
图像通信与处理技术在林火监测中的应用研究
l绪论
1．1林火监测技术的发展现状
森林火灾目前已成为一个全球性的问题。为减少森林火灾的损失，世界各国非
常重视林火监测技术的研究。提高林火监测技术是做好防火工作的前提，经过科学
家的不懈努力，林火监测技术日新月异。
在国际上，林火监测技术得到工业发达国家的高度重视，在该项技术的开发和
研究工作中工业发达国家一直处于领先地位，并将其迅速推广并应用到各个工业领
域，对森林和林区也运用了该技术p¨。在开展此领域工作较好的主要是以美国为主
的西方发达国家，例如：美国早在10年前就建立了综合的国家森林健康质量计划
(FHH)、美国长期生态学研究网络(LTER)、国际长期生态研究网络(ILTER)、全
球陆地观测系统(GRID)，英国建立了环境变化监测网络(ECN)等19Jf。9儿，6l【6l儿’们。
在森林监测硬件方面，国外也做了大量工作，法国研制出林火远距离监测系统，
该系统包括远距离火源探测器、远红外摄像机及电脑，这套系统在雾天能够测出
10km以外一张燃烧的报纸和Skin以外的10m2火区较弱的火势，这套系统不仅能测
出火灾，同时也可准确有效地测出热气球和易燃气体，它可以通过遥控摄像机准确
地测出火源和判断火势，并把精确的方位自动地送到小房操纵台，每套系统可监测
200km2的范围，通过多套系统，人们便可以交叉监测各个区域。西班牙海军军备建
设公司近年提出一套森林报警系统，并获得欧洲专利，该系统是在林区监测塔上安
装太阳能电视录像机，每机都配有两套图像传感器、一套可见光敏感器、一套红外
线辐射敏感器，前者所得的图像以地图形式储入仪器记录装置．而后者则能录下由
较大热源所造成的热点，并将它叠加到记忆装置中的图像地图上去，再回传中枢调
控部分，发出警报。俄罗斯科学家研究成功一种能在电视控制器装置屏幕上发现森
林火灾烟雾的电视机，这种闭路电视具有影像信号传动装置，该装置可进行远距离
调控。德国已研制成功森林自动监测系统，该系统由传感器(安装在林区里)和监
测中心(安装在林业局)组成，监测中心通过无线电同10个传感器相联接，传感器
上装有可回转360。的彩色相机，高度为20～25m，图像处理计算机可自动识别烟火，
并以高质量把信息通过无线电传送给监测中心，监测中心做出各种判断。意大利晟
近研制成功能感知120平方英里范围内火灾引起温度变化的林火监测系统。主要是
在火灾监测系统中，配备一台共享用传感器和一台帮助消防人员看到火势情况的摄
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