[發明專利]利用雙光譜圖像解析識別和量化VOC泄漏的方法

在審

• 申請號: 202110877565.8
• 申請日: 2021-08-01
• 公開（公告）號: CN113470050A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 付江輝
• 申請（專利權）人: 北京環拓科技有限公司
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/90;G06K9/62;G06K9/46
• 代理公司: 北京博智杰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11929
• 代理人: 尹春雷

利用雙光譜圖像解析識別和量化VOC泄漏的方法，屬于大氣污染監測技術領域。采用圖像識別技術實現可見光圖像中VOC污染泄漏等煙霧排放的識別，識別并分離紅外熱成像高溫熱源區，判定高溫氣體排放，從而實現VOC泄漏或排放行為的判定，最后結合排放口半徑等數據估算瞬時排放量和某一段時間的總排放量。本發明提供的方法，可以全天候監視石油石化重點生產裝置，即時判定是否存在VOC泄漏行為，并提供即時圖像、識別過程圖像和結果證明，為石油石化園區健康生產提供了一種監控手段，使之能夠即時發現并應對重點生產裝置VOC泄漏等突發情況。

技術領域

本發明屬于大氣污染監測技術領域，涉及一種利用雙光譜圖像解析技術來識別和量化VOC泄漏的方法。

背景技術

在石油石化等煉化企業生產過程中，各類重點生產裝置存在VOC污染泄漏、超標排放等風險，如何能夠有效的進行污染識別和VOC污染排放的量化是亟待解決的問題。

公開號為CN109686059A的中國發明申請，公開了一種VOCs泄漏監測溯源系統及方法，通過采集氣象參數和VOCs泄漏的紅外圖像，經專家系統在線綜合分析溯源泄漏區域及疑似泄漏部件，實現在線監測報警溯源。

公開號為CN110823373A的中國發明申請，公開了一種用于VOC氣體泄漏的中波紅外雙色成像監測系統，其通過在中波紅外焦平面探測器的焦平面上集成封裝與VOC光譜匹配的微濾光片陣列以及紅外雙色圖像差分處理，提升定位靈敏度。

公開號為CN111157479A的中國發明申請，公開了一種面向VOC氣體泄漏的分光型紅外成像監測裝置及方法，依據VOC氣體在3.3μm附近的紅外波長處具有強吸收特性，利用紅外分光元件將場景紅外輻射分為透射紅外輻射和反射紅外輻射兩路，并對兩路紅外圖像進行差分處理來檢測VOC氣體泄漏，提高監測VOC氣體泄漏的靈敏度。

上述現有技術均只依據紅外成像對VOC泄漏進行監測，同時只能進行VOC泄漏朔源，無法對VOC泄漏情況進行量化。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用雙光譜圖像解析識別和量化VOC泄漏的方法，通過可見光圖像（即普通拍攝圖像）和紅外熱成像圖像識別并判定VOC污染泄漏及超標排放，結合裝置排放口口徑及采用圖像分析的污染排放流速對VOC污染進行量化。

技術原理：采用圖像識別技術實現可見光圖像中VOC污染泄漏等煙霧排放的識別，識別并分離紅外熱成像高溫熱源區，判定高溫氣體排放，從而實現VOC泄漏或排放行為的判定，最后結合排放口半徑等數據估算瞬時排放量和某一段時間的總排放量。

本發明的具體技術方案如下。

利用雙光譜圖像解析識別和量化VOC泄漏的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）建立監測對象基礎參數數據庫；

（2）選擇合適位置架設工業級可見光、紅外熱成像雙光譜攝像機，選擇合適角度使鏡頭對準監測對象污染排放口，同時采集可見光圖像和紅外熱成像圖像，并將采集的圖像上傳至視頻服務器；

（3）建立圖像識別訓練庫：

（3-1）從視頻服務器中人工篩選出若干組有泄漏污染現象的可見光圖像記作A，作為訓練樣例，并在圖像中標定出排放口VOC污染泄漏現象；

（3-2）選擇與A對應時間點的紅外熱成像圖像記作B；

（3-3）分析篩選的樣例圖像A、B，依據圖像中的污染排放口進行區域劃分，并記錄污染排放口在圖中所占區域記作M1；

（3-4）采用圖像識別算法對篩選的樣例圖像A進行圖像識別訓練，并形成VOC污染泄漏訓練庫；

（4）對VOC污染泄漏進行實時監控和量化估算：

（4-1）讀取某一時刻工業級紅外熱成像相機拍攝的可見光圖像（記作P1）和熱成像圖像（記作P2）；

（4-2）使用圖像識別技術并結合訓練庫初步判定P1中是否存在VOC污染泄漏現象；