[發明專利]一種基于紅外熱成像的氣體泄漏檢測方法及系統在審
| 申請號： | 202010090294.7 | 申請日： | 2020-02-13 |
| 公開（公告）號： | CN111325721A | 公開（公告）日： | 2020-06-23 |
| 發明（設計）人： | 鄧峰 | 申請（專利權）人： | 北京信息科技大學 |
| 主分類號： | G06T7/00 | 分類號： | G06T7/00;G06T7/13;G06T7/155;G06T5/00;G06K9/62 |
| 代理公司： | 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472 | 代理人： | 陳琳琳;楊青 |
| 地址： | 100101 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 紅外 成像 氣體 泄漏 檢測 方法 系統 | ||
本發明公開了一種基于紅外熱成像的氣體泄漏檢測方法及系統，該方法包括：采集氣體泄漏紅外視頻序列圖像，獲得氣體紅外圖像序列；將獲取的當前幀圖像和前N幀圖像逐幀進行預處理；對于預處理后的當前幀圖像和前N幀圖像進行數字細節增強；對數字細節增強后的當前幀圖像和前N幀圖像，采用聯合幀間差分和背景差分獲取當前幀圖像中的氣體泄露疑似區域；提取當前幀圖像中的氣體泄露疑似區域的氣體云團特征；對提取的氣體疑似區域的氣體云團特征進行特征選擇，選擇出與被測氣體最為相關的主要特征；輸入預先訓練好的分類器，對氣體泄漏區域進行定位和識別檢測。該方法結合紅外熱成像圖像處理和機器學習技術，實現氣體泄漏位置的精確定位和非接觸檢測。
技術領域
本發明涉及圖像處理及氣體檢測技術領域，具體涉及一種基于紅外熱成像的氣體泄漏檢測方法及系統。
背景技術
全球對能源需求的日益增長，使得工業化規模不斷擴大，尤其是石油、化工、煤礦和汽車等行業，由于有害氣體的增多，對環境的污染日益嚴重。如何快速檢測到氣體泄漏的存在，準確定位氣體泄漏源，從而防止重大氣體泄漏事故的發生成為迫切需要解決的問題。
紅外熱成像技術以其高效率、遠距離、大范圍和動態直觀等顯著優勢，成為氣體泄漏檢測技術的重要發展方向。但氣體紅外成像后形成的圖像濃度低、對比度低、無固定形狀和體積、無規則流動性、易受多種輻射源因素干擾，加大了泄漏氣體的檢測難度。現有的紅外圖像增強算法研究還不充分，如何提高氣體泄漏檢測精度，實現氣體泄漏精確測量，成為氣體泄漏檢測的一個具有挑戰性的難題。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術的不足，采用非制冷紅外探測器，提供一種基于紅外熱成像的氣體泄漏檢測方法，將紅外圖像處理技術和人工智能技術相結合，實現泄漏氣體的實時性探測和高精確定位。
為了實現上述目的，本發明公開了一種基于紅外熱成像的氣體泄漏檢測方法，所述方法包括：
采集氣體泄漏紅外視頻序列圖像，獲得氣體紅外圖像序列；將獲取的當前幀圖像和前N幀圖像逐幀進行預處理；
對于預處理后的當前幀圖像和前N幀圖像進行數字細節增強；
對數字細節增強后的當前幀圖像和前N幀圖像，采用聯合幀間差分和背景差分獲取當前幀圖像中的氣體泄露疑似區域；
提取當前幀圖像中的氣體泄露疑似區域的氣體云團特征；對提取的氣體疑似區域的氣體云團特征進行特征選擇，選擇出與被測氣體最為相關的主要特征；將所述與被測氣體最為相關的主要特征輸入預先訓練好的分類器，對氣體泄漏區域進行定位和識別檢測。
作為上述方法的一種改進，所述將獲取的當前幀圖像和前N幀圖像逐幀進行預處理，具體包括：
對當前幀圖像和前N幀圖像逐幀進行非均勻性校正，去除固定圖案噪聲；
對去除固定圖案噪聲的當前幀圖像和前N幀圖像逐幀進行濾波處理，去除噪聲干擾。
作為上述方法的一種改進，所述非均勻性校正采用一點校正算法、兩點校正算法或基于場景的非均勻性校正算法。
作為上述方法的一種改進，所述對去除固定圖案噪聲的當前幀圖像和前N幀圖像逐幀進行濾波處理，去除噪聲干擾，具體包括：
對于去除固定圖案噪聲的圖像，采用改進的雙邊濾波算法，其對應改進的雙邊濾波輸出圖像表述如下：
w(i,j)＝ws(i,j)*wr(i,j)*wt(i,j)
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