[發明專利]一種基于林格曼黑度對環境空氣中的煙氣檢測方法

在審

• 申請號: 202211465180.1
• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN115731188A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 康野;楊效;劉鈺東;王凡;唐海宇;周云
• 申請（專利權）人: 浙江浙大鳴泉科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00;G06T5/40;G06T7/136;G06T7/194
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 何碧珩

本發明涉及氣體檢測技術領域，提供一種基于林格曼黑度對環境空氣中的煙氣檢測方法，所述檢測方法包括：（1）對煙氣待檢區域進行抓拍，并對抓拍圖片進行二值化處理；（2）將二值化處理后的圖片根據圖片內的像素建立高斯混合模型，并判斷前景圖和背景圖；（3）對前景圖進行去噪處理；（4）提取去噪處理后前景圖中煙氣圖像；（5）對煙氣圖像進行林格曼黑度判斷。通過對有動態的煙氣進行捕捉，不僅可以檢測到黑煙，還可以檢測到白煙、以及很淡的黑煙，對煙氣的檢測非常準確，可以滿足對各種煙氣的檢測；不需要鋪設白板，簡化了煙氣檢測的整體結構，降低了所需成本；檢測結果只與煙氣本身相關，不受其他因素的影響，檢測的準確性較高。

技術領域

本發明涉及氣體檢測技術領域，特別涉及一種基于林格曼黑度對環境空氣中的煙氣檢測方法。

背景技術

煙氣是氣體和煙塵的混合物，是污染居民區大氣的主要原因，行駛車輛釋放的尾氣也是煙氣產生的一重要源頭，為了減少煙氣的產生，需要對車輛進行定期的煙氣檢測，尤其是黑煙的檢測，并對排放污染的車輛進行治理。

年檢站對于黑煙的檢測標準非常嚴格，當發現冒黑煙則直接判為不合格，中止檢測，提升檢測效率；但現有方案是通過灰度差算法，在檢測部分地面蓋上白色板子，檢測白色板子的灰度變化，從而判斷林格曼等級，但當白板受到污染，就會影響測量結果，造成誤報。

發明內容

本發明提供一種基于林格曼黑度對環境空氣中的煙氣檢測方法，通過對有動態的煙氣進行捕捉，然后對煙氣部分圖像進行灰度值計算，從而判斷其林格曼黑度，本發明不僅不需要鋪設白板，而且可以對黑煙、白煙、很淡的黑煙等等環境空中的煙氣均可檢測。

為了實現上述目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供一種基于林格曼黑度對環境空氣中的煙氣檢測方法，所述檢測方法包括：

（1）對煙氣待檢區域進行抓拍，并對抓拍圖片進行二值化處理；

（2）將二值化處理后的圖片根據圖片內的像素建立高斯混合模型，并判斷前景圖和背景圖；將提取變化快的像素作為前景圖，變化慢的像素作為背景圖；變化快慢的參考物是設置的當前圖片的前x數量圖片；

（3）對前景圖進行去噪處理，因為攝像頭本身性能等原因，會有類似零散的非前景的像素點也會變化很快，誤判為前景，類似電視的雪花點，需要進行去噪點處理；

（4）提取去噪處理后前景圖中煙氣圖像；圖像經過了二值化，只有黑色和白色，黑色部分為背景，白色部分為前景煙氣圖像即為前景圖中白色部分；

（5）對煙氣圖像進行林格曼黑度判斷。

進一步的，所述二值化采用大津算法，算法假定該圖像根據雙模直方圖（前景像素和背景像素）把包含兩類像素，于是它要計算能將兩類分開的最佳閾值，使得它們的類內方差最?。挥捎趦蓛善椒骄嚯x恒定，所以即它們的類間方差最大。把原始圖像進行二值化處理，所有圖像像素點轉換為0-1值。

進一步的，所述大津算法的具體處理過程為：

假定抓拍圖片包含兩類像素，分別為前景類像素和背景類像素；

利用窮舉搜索并將類內方差最小的閾值定義為第一類像素和第二類像素兩個類的方差的加權和：

(t)第一類像素按閾值t分的概率方差；

(t)第二類像素按閾值t分的概率方差；

由于最小化類內方差和最大化類間方差是相同的，用類概率和類均值來表示，即：

；

(t)是最小化類內方差；

類內方差；

(t)是類按閾值t分的方差；

(t)是第一類像素按閾值t分的類概率；

(t)是第二類像素按閾值t分的類概率；

(t)是第一類像素按閾值t分的類均值；

(t)是第二類像素按閾值t分的類均值；