【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于己二酸生产领域，具体涉及是一种基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法及系统。
技术介绍
1、己二酸反应室结晶是指在己二酸(肥酸)的生产或使用过程中，在反应室内部由于各种原因(如温度变化、浓度过高等)导致己二酸从溶液中析出形成晶体的现象。这种结晶会影响反应效率和设备的正常运行。该过程会出现液位异常、搅动棒晃动、搅动棒接触区结晶、液体沸腾、室内壁结晶、虹吸管结晶、虹吸管液位异常等异常现象。若相关异常现象不及时处理会影响产品质量，导致生产中断或延误，从而降低生产效率。甚至异常现象严重时会引发安全事故，如设备损坏、化学泄漏等，导致安全生产风险。因此，己二酸反应室结晶异常现象的监测对于提升高质量和安全生产十分必要。
2、目前己二酸反应室结晶异常现象监测主要依赖人工观察及识别摄像机拍摄的图像或是依赖简单的识别算法，对于人工观察，其劳动强度大、人力成本高且效率较低。对于识别算法，如：公开号为cn 116030387a的从视频中识别对象的方法和装置，该方法方案采用级联的transformer网络提取和融合图像的时空特征，来识别出目标。但是由于工业现场环境复杂多变，受到温度、湿度、灰尘、光照等复杂因素的影响，使得图像质量参差不齐，导致现有识别算法对异常现象监测的准确性不足。特别是当反应仓内存在有色气体时，相机拍摄视野比较模糊，导致图像中目标不清晰。此外，在大规模工业生产中，需要快速响应异常现象，现有的监测方法难以及时发现异常现象，并进行实时的提醒或预警，难以有效防范生产安全。
技术实现思
1、本专利技术的目的是一种基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法及系统，该方法通过构建能够减轻图像模糊和实现目标监测的一体化深度学习模型自动进行监测及预警，有效提升己二酸生产过程中的安全水平。
2、为了实现上述目的之一，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法，包括如下步骤：
4、s1：获取己二酸反应室图像iblur，并将所述己二酸反应室图像iblur分割为n个非重叠的图像块，
5、s2:构建基于空频注意力融合的图像去模糊模型，根据所述图像去模糊模型提取所述每个图像块中隐含的语义特征，重建去模糊图像ideblur；
6、s3:对所述去模糊图像ideblur进行去模糊处理，得到清晰图像；
7、s4:所述步骤s3中清晰图像经多头自注意力模块提取清晰图像特征，相关目标经多头自注意力模块提取目标注意力特征，基于异质特征注意力融合，将所述清晰图像特征和所述目标注意力特征经过多头跨注意力模块进行不同类别特征的融合,获取具有表征性的己二酸反应室异常图像特征；
8、s5:对所述己二酸反应室异常图像特征进行目标类别和边界框的预测，再通过边界框损失、分类损失和置信度损失函数构建己二酸反应室异常目标检测模型进行异常目标实时监测。
9、进一步地，还包括s6：若监测出异常，进行目标异常报警。
10、进一步地，所述s2中构建基于空频注意力融合的图像去模糊模型，根据所述图像去模糊模型提取所述每个图像块中隐含的语义特征，重建去模糊图像ideblur，包括：
11、s201:在空域上，利用空间注意力机制获取各所述图像块具有表征性的空域特征fs；
12、s202：在频域上，挖掘每个图像块的频域注意力特征，并将其与空域特征进行融合，增强特征表达，得到频域特征ff；
13、s203：对所述频域特征ff进行逆傅里叶变换，获得去模糊图像ideblur。
14、进一步地，所述s201:在空域上，利用空间注意力机制获取各所述图像块具有表征性的空域特征fs，具体包括：
15、对于图像中的每个图像块特征xp，
16、s2011：为图像块特征xp增加一个可学习的矩阵espos来保留其原本的空间位置信息，图像块特征变换为x'p＝xp+espos，再计算其与所有其他图像块之间的注意力分数attention(q,k,v)：
17、q＝ln(wq·x'p),k＝ln(wk·x'p),v＝ln(wv·x'p)
18、
19、其中，wq，wk和wv是可学习的权重矩阵，d是特征维度，ln为层归一化层：
20、s2012：使用softmax函数对注意力分数进行归一化，得到注意力权重，并采用多头注意力机制来挖掘不同维度的图像空间隐含信息mha(q,k,v)：
21、
22、s2013：采用残差连接来保留原始特征，并应用mlp层来实现特征转换和聚合，得到空域特征fs，如下公式所示：
23、f's＝mha(q,k,v)+x'p
24、fs＝mlp(ln(f's))+f's。
25、进一步地，s202：在频域上，挖掘每个图像块的频域注意力特征，并将其与空域特征进行融合，增强特征表达，得到频域特征ff，具体包括：
26、s2021：利用全连接层将上述每个图像块的空域特征fs进行转换，并进行傅里叶变换，获取相应频域上的特征表示fq、fk、fv；
27、qs＝ln(wq·fs),ks＝ln(wk·fs),vs＝ln(wv·fs)
28、
29、其中为傅里叶变换；
30、s2022：在频域上应用多头注意力机制，计算所有图像块之间的频域注意力特征af；
31、af＝mha(fq,fk,fv)
32、s2023：频域特征ff表示为：
33、
34、其中⊙表示点乘操作，σ为一个变换函数。
35、进一步地，所述对去模糊图像ideblur进行去模糊处理，包括：梯度损失、总变分损失及残差损失函数综合处理。
36、进一步地，所述利用梯度损失、总变分损失及残差损失函数综合处理，具体包括：
37、s301：梯度损失关注于图像的高频信息，用来衡量图像的清晰度，表示为lgrad：
38、
39、其中是去模糊图像中(i,j)处的梯度；
40、s302：总变分损失促进图像的稀疏性，增强图像的边缘信息,表示为lvt：
41、
42、s303：残差损失关注去模糊前后图像之间的差异，表示为lres：
43、
44、s304：综合考虑上述损失函数，构建己二酸反应室图像去模糊损失函数ldeblur表示为：
45、ldeblur＝αlgrad+βlvt+γlres。
46、进一步地，所述步骤s4中将所述步骤s3中清晰图像经多头自注意力模块提取清晰图像特征，相关目标经多头自注意力模块提取目标注意力特征，基于异质特征注意力融合，将所述清晰图像特征和所述目标注意力特征经过多头跨注意力模块进行不同类别特征的融合,获取具有表征性的己二酸反应室异常图像特征，具体包括：
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1.一种基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法，其特征在于：还包括S6：若监测出异常，进行目标异常报警。
3.根据权利要求1所述的基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法，其特征在于：所述S2中构建基于空频注意力融合的图像去模糊模型，根据所述图像去模糊模型提取所述每个图像块中隐含的语义特征，重建去模糊图像Ideblur，包括：
4.根据权利要求3所述的基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法，其特征在于：所述S201:在空域上，利用空间注意力机制获取各所述图像块具有表征性的空域特征Fs，具体包括：
5.根据权利要求3所述的基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法，其特征在于：S202：在频域上，挖掘每个图像块的频域注意力特征，并将其与空域特征进行融合，增强特征表达，得到频域特征Ff，具体包括：
6.根据权利要求1所述的基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法，其特征在于：所述对去模糊图像Ideblur进
7.根据权利要求6所述的基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法，其特征在于：所述利用梯度损失、总变分损失及残差损失函数综合处理，具体包括：
8.根据权利要求1所述的基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法，其特征在于：所述步骤S4中将所述步骤S3中清晰图像经多头自注意力模块提取清晰图像特征，相关目标经多头自注意力模块提取目标注意力特征，基于异质特征注意力融合，将所述清晰图像特征和所述目标注意力特征经过多头跨注意力模块进行不同类别特征的融合，获取具有表征性的己二酸反应室异常图像特征，具体包括：
9.根据权利要求1所述的基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法，其特征在于：所述步骤S5中通过边界框损失、分类损失和置信度损失函数来构建己二酸反应室异常目标检测模型进行异常目标实时监测，具体包括：
10.一种基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测系统，其特征在于，包括：数据采集模块、图像去模糊模块和异常目标检测模块，
...【技术特征摘要】
1.一种基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法，其特征在于：还包括s6：若监测出异常，进行目标异常报警。
3.根据权利要求1所述的基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法，其特征在于：所述s2中构建基于空频注意力融合的图像去模糊模型，根据所述图像去模糊模型提取所述每个图像块中隐含的语义特征，重建去模糊图像ideblur，包括：
4.根据权利要求3所述的基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法，其特征在于：所述s201:在空域上，利用空间注意力机制获取各所述图像块具有表征性的空域特征fs，具体包括：
5.根据权利要求3所述的基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法，其特征在于：s202：在频域上，挖掘每个图像块的频域注意力特征，并将其与空域特征进行融合，增强特征表达，得到频域特征ff，具体包括：
6.根据权利要求1所述的基于注意力融合的己二酸反应室结晶异常监测方法，其特征在于：所述对去模...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈恩之，谢毅，石科，文才，唐智浩，陈余鑫，于彬，
申请(专利权)人：重庆华峰化工有限公司，
类型：发明
国别省市：
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