石化气体泄露检测方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种石化气体泄露检测方法、系统、设备及存储介质，涉及环境监测技术领域，该方法包括：获取石化气体泄露的原始红外视频，使用预设的运动放大方法对所述原始红外视频进行处理，得到目标视频；提取出所述目标视频中的泄露图像帧，基于所述泄露图像帧建立数据集；构建初始石化气体泄露检测模型，使用所述数据集对所述初始石化气体泄露检测模型进行训练，得到目标石化气体泄露检测模型；获取经过运动放大处理的待检测视频，将所述待检测视频输入所述目标石化气体泄露检测模型，得到检测结果，根据所述检测结果判断所述待检测视频中是否存在石化气体泄露。本发明专利技术实现了提高石化气体泄露检测准确率的技术效果。石化气体泄露检测准确率的技术效果。石化气体泄露检测准确率的技术效果。

Petrochemical gas leakage detection method, system, equipment and storage medium

【技术实现步骤摘要】
石化气体泄露检测方法、系统、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及环境监测
，尤其涉及一种石化气体泄露检测方法、系统、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]近年来，随着石油化工行业的迅速发展，生产安全问题也越来越重要。石化气体泄漏是引起火灾爆炸、中毒、环境污染事故的主要原因之一。石化气体包括种类繁多的高浓度挥发性有机气体（VOCs，Volatile Organic Compounds），它们都是易燃、易爆、有毒有害气体，给生态环境和人体健康带来极大危害。VOCs还导致了臭氧的形成，臭氧是烟雾的主要来源，也是城市石化工厂附近地区呼吸系统疾病的主要原因之一。
[0003]常见的通过红外成像采集室外环境中的气体泄露情况，再直接在红外视频上检测石化气体的方法，受红外气体成像不明显，噪声干扰大的影响，检测效果差，检测准确率低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种石化气体泄露检测方法、系统、设备及存储介质，旨在解决通过红外视频进行石化气体泄露检测时准确率低的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种石化气体泄露检测方法，该方法包括：获取石化气体泄露的原始红外视频，使用预设的运动放大方法对所述原始红外视频进行处理，得到目标视频；提取出所述目标视频中的泄露图像帧，基于所述泄露图像帧建立数据集；构建初始石化气体泄露检测模型，使用所述数据集对所述初始石化气体泄露检测模型进行训练，得到目标石化气体泄露检测模型；获取经过运动放大处理的待检测视频，将所述待检测视频输入所述目标石化气体泄露检测模型，得到检测结果，根据所述检测结果判断所述待检测视频中是否存在石化气体泄露。
[0006]可选地，所述使用预设的运动放大方法对所述原始红外视频进行处理，得到目标视频的步骤包括：确定所述原始红外视频的相位差信号；使用预设的滤波频段对所述相位差信号进行滤波，得到石化气体扩散运动相位差信号；根据所述石化气体扩散运动相位差信号和预设的放大倍数得到运动放大的石化气体扩散运动相位差信号；通过复可控金字塔对所述运动放大的石化气体扩散运动相位差信号进行重建，得到所述目标视频。
[0007]可选地，所述确定所述原始红外视频的相位差信号的步骤包括：对所述原始红外视频进行全局傅里叶变换，得到频域表示的原始红外视频；
根据所述频域表示的原始红外视频和所述复可控金字塔得到所述原始红外视频的局部相位差信号。
[0008]可选地，所述根据所述频域表示的原始红外视频和所述复可控金字塔得到所述原始红外视频的局部相位差信号的步骤包括：构建所述复可控金字塔的基函数；通过所述基函数将所述频域表示的原始红外视频投影至所述复可控金字塔的基向量，得到投影表示的原始红外视频；确定所述投影表示的原始红外视频中相邻帧之间的相位差，若所述相邻帧之间的相位差超过预设的相位差阈值，则提取出所述相邻帧对应的像素点的局部相位差信号。
[0009]可选地，所述使用所述泄露图像帧建立数据集的步骤包括：筛选出所述泄露图像帧中的明显泄露图像，使用所述明显泄露图像建立所述数据集；标注所述数据集中的气体矩形区域，将所述气体矩形区域及其类别作为石化气体标签。
[0010]可选地，所述构建初始石化气体泄露检测模型，使用所述数据集对所述初始石化气体泄露检测模型进行训练，得到目标石化气体泄露检测模型的步骤包括：基于骨干特征提取网络、特征金字塔和检测器构建所述初始石化气体泄露检测模型；基于标注后的所述数据集和所述石化气体标签对所述初始石化气体泄露检测模型进行训练，通过预设的损失函数评价训练结果；当所述损失函数收敛时，结束训练，得到所述目标石化气体泄露检测模型。
[0011]可选地，所述基于标注后的所述数据集和所述石化气体标签对所述初始石化气体泄露检测模型进行训练，通过预设的损失函数评价训练结果的步骤包括：根据预设的划分比例将标注后的所述数据集随机划分为训练集和测试集；将所述训练集输入所述初始石化气体泄露检测模型，使用所述测试集和所述石化气体标签对所述初始石化气体泄露检测模型进行验证，验证过程中根据所述损失函数确定所述训练结果的模型损失；通过所述模型损失判断所述损失函数是否收敛。
[0012]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种石化气体泄露检测系统，所述石化气体泄露检测系统包括：运动放大模块，用于获取石化气体泄露的原始红外视频，使用预设的运动放大方法对所述原始红外视频进行处理，得到目标视频；图像提取模块，用于提取出所述目标视频中的泄露图像帧，基于所述泄露图像帧建立数据集；模型训练模块，用于构建初始石化气体泄露检测模型，使用所述数据集对所述初始石化气体泄露检测模型进行训练，得到目标石化气体泄露检测模型；模型应用模块，用于获取经过运动放大处理的待检测视频，将所述待检测视频输入所述目标石化气体泄露检测模型，得到检测结果，根据所述检测结果判断所述待检测视频中是否存在石化气体泄露。
[0013]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的石化气体泄露检测程序，所述石化气体泄露检测程序配置为实现如上文所述的石化气体泄露检测方法的步骤。
[0014]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有石化气体泄露检测程序，所述石化气体泄露检测程序被处理器执行时实现如权上文所述的石化气体泄露检测方法的步骤。
[0015]本专利技术获取石化气体泄露的原始红外视频，对原始红外视频进行运动放大处理，得到目标视频，提取出目标视频中的泄露图像帧，使用泄露图像帧建立数据集，构建初始石化气体泄露检测模型，使用数据集对初始石化气体检测模型进行训练，得到目标石化气体泄露检测模型，将待检测视频输入目标石化气体泄露检测模型，得到检测结果，根据检测结果判断待检测视频中是否存在石化气体泄露，通过运动放大方法将原始红外视频中石化气体的微小运动放大，同时抑制原始红外视频中的噪声，使原始红外视频中的石化气体泄露情况更易被观测到，将运动放大方法与用于检测石化气体的机器学习模型相结合，则目标石化气体泄露检测模型可以检测出待检测视频中石化气体的微小泄露情况，从而提高石化气体泄露检测的准确率。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例方案涉及的硬件运行环境的电子设备的结构示意图；图2为本专利技术石化气体泄露检测方法第一实施例的流程示意图；图3为本专利技术石化气体泄露检测方法第二实施例的流程示意图；图4为本专利技术石化气体泄露检测方法第三实施例的流程示意图；图5为本专利技术石化气体泄露检测方法的原理示意图；图6为本专利技术石化气体泄露检测系统的示意图。
[0017]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0018]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]真实环境拍摄的石化气体泄露红外视频分辨率低、噪声大，成像距离远气体泄露扩散不明显。而一般的直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石化气体泄露检测方法，其特征在于，所述石化气体泄露检测方法包括以下步骤：获取石化气体泄露的原始红外视频，使用预设的运动放大方法对所述原始红外视频进行处理，得到目标视频；提取出所述目标视频中的泄露图像帧，基于所述泄露图像帧建立数据集；构建初始石化气体泄露检测模型，使用所述数据集对所述初始石化气体泄露检测模型进行训练，得到目标石化气体泄露检测模型；获取经过运动放大处理的待检测视频，将所述待检测视频输入所述目标石化气体泄露检测模型，得到检测结果，根据所述检测结果判断所述待检测视频中是否存在石化气体泄露。2.如权利要求1所述的石化气体泄露检测方法，其特征在于，所述使用预设的运动放大方法对所述原始红外视频进行处理，得到目标视频的步骤包括：确定所述原始红外视频的相位差信号；使用预设的滤波频段对所述相位差信号进行滤波，得到石化气体扩散运动相位差信号；根据所述石化气体扩散运动相位差信号和预设的放大倍数得到运动放大的石化气体扩散运动相位差信号；通过复可控金字塔对所述运动放大的石化气体扩散运动相位差信号进行重建，得到所述目标视频。3.如权利要求2所述的石化气体泄露检测方法，其特征在于，所述确定所述原始红外视频的相位差信号的步骤包括：对所述原始红外视频进行全局傅里叶变换，得到频域表示的原始红外视频；根据所述频域表示的原始红外视频和所述复可控金字塔得到所述原始红外视频的局部相位差信号。4.如权利要求3所述的石化气体泄露检测方法，其特征在于，所述根据所述频域表示的原始红外视频和所述复可控金字塔得到所述原始红外视频的局部相位差信号的步骤包括：构建所述复可控金字塔的基函数；通过所述基函数将所述频域表示的原始红外视频投影至所述复可控金字塔的基向量，得到投影表示的原始红外视频；确定所述投影表示的原始红外视频中相邻帧之间的相位差，若所述相邻帧之间的相位差超过预设的相位差阈值，则提取出所述相邻帧对应的像素点的局部相位差信号。5.如权利要求1所述的石化气体泄露检测方法，其特征在于，所述使用所述泄露图像帧建立数据集的步骤包括：筛选出所述泄露图像帧中的明显泄露图像，使用所述明显泄露图像建立所述数据集；标注所述数据集中的气体矩形区域，将所述气体矩形区域及其类别作为石化气体标签。6.如权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏秀山，曹洋，康宇，许镇义，
申请(专利权)人：中国科学技术大学先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：