火灾是城市中频发性最高、危害性和影响力最强的灾害之一。为了实现早期火灾监测报警和自动灭火,使早期火灾得到及时地控制和扑救,最大限度地减少财产损失和人员伤亡,在工业和民用建筑、商场、宾馆、图书馆、科研和商业部门,配备火灾报警和自动灭火系统已成为必要。火灾报警和自动灭火系统对现代建筑起着极其重要的安全保障作用。火灾图像探测与自主灭火系统综合运用了火灾科学、计算机视觉、图像技术、模式识别与人工智能等高新技术,具有高效的火灾防治能力。目前主要是火灾图像探测和自动灭火相互分离、独立布置的产品,有少部分特殊环境应用的一体化产品,其价格昂贵,结构复杂,不适合大范围推广。论文在对火灾图像探测识别、定位和灭火控制方法研究的基础上,运用ARM嵌入式技术把火灾图像探测和自主灭火有机的集成为一体,简化了消防设备布置,降低了成本。论文首先综述了当前国内外火灾探测和灭火技术的研发现状,研究了火灾视频图像的增强、中值滤波和形态学滤波等图像预处理技术;采用背景差法获得监视场景信息,并利用改进的背景更新算法,对背景进行实时更新;应用了一种基于遗传算法(Genetic Algorithm,简称GA)优化的最大类间方差分割法(又叫大律法,简称Otsu),对火灾火焰目标进行了有效的分割;分析了火灾火焰图像的特征,通过火灾火焰图像蔓延增长、相似度和边缘抖动等特征的提取,给出了火灾的判别算法,并进行了相应的实验验证。实现火灾的识别后,须进行火灾自主灭火。自主灭火关键技术是要准确实现火源的空间定位。在建立了摄像机的几何模型后,得到了空间坐标点和图像坐标点的映射关系,研究了摄像机的标定方法,给出了具体的标定算法;根据双目跟踪定位的原理,在详细分析了单目扫描式空间定位法的基础上,应用极线几何的方法来计算三维空间坐标,从而增强系统的适应性,提高系统定位精度。在对火灾图像探测技术和自主定位灭火方法研究的基础上,论文根据早期火灾的特点,结合系统的技术要求,提出了系统的总体设计方案;按功能将系统划分为几个模块,详细讨论了以ARM嵌入式芯片S3C2410A为核心的各个模块的硬件设计及原理图设计,完成了系统的硬件设计;并对系统软件进行了模块化设计,给出了个模块的实现流程图;最后,在设计的系统平台上进行了火灾识别和定位试验,验证了系统可行性和可靠性。