气体泄漏检测方法及装置、设备及存储介质与流程

本申请涉及图像处理技术，尤其是涉及一种气体泄漏检测方法及装置、红外热成像设备以及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、在工业生产和日常生活中，均可能存在很多危险气体，如电力设备使用的六氟化硫(sf6)、消防系统使用的二氧化碳(co2)、制冷系统使用的氟利昂、家庭日常使用的天然气(成分为烷烃)，以及工业生产使用的氯气(cl2)和氨气(nh3)等。危险气体的泄漏，会引发环境污染、火灾、爆炸等灾害，严重威胁社会和人民的生命和财产安全。然而，能否快速有效的检测气体泄漏的技术和仪器成为当今国内外研究的重点。

2、多数气体的泄露并非是肉眼可见，然而不同气体具有独特的温度特征和光谱特征，气体可以吸收对应频率的红外光能量，气体吸收红外光能量中频率最高的被称为气体的特征吸收频率。当光线穿透气体时，气体吸收特征频率谱线光，导致光的能量下降。因此，红外热成像技术可以根据红外吸收光谱特性和气体自身辐射特性，探测包含气体某个特征吸收峰的红外波段，对气体进行成像并进行泄露检测。泄露气体的浓度越大，对辐射吸收越强，在红外热成像设备的视场中的图像灰度差异越明显。

3、目前已知的基于红外图像的气体检测领域中，主要可分为三类，一类是通过图像增强方法，让气体团更加明显，然而图像增强方法是对气体泄露场景的整体成像效果的增强，背景和气体团同步被增强，并不能对更便利地区分背景和气体以提升气体检测的准确性起到帮助；二类是通过对气体泄露场景图像进行标注获得训练样本，通过训练样本对神经网络模型进行训练，通过训练后的神经网络模型来检测场景中的气体区域，然而该方法对气体区域的检测效果是建立在人眼辨识气体泄露区域才能标注训练样本的基础上，检测效果有限。

技术实现思路

1、为解决现有存在的技术问题，本申请提供一种能够提升气体泄露检测的准确性、且更有利于在气体泄露早期准确地检测到气体泄露问题的气体泄露检测方法及装置、红外热成像设备以及计算机可读存储介质。

2、为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本申请实施例提供一种气体泄漏检测方法，包括：

4、获取包含待测区域的目标场景的原始红外数据；

5、对所述原始红外数据进行非均匀性校正处理，得到校正后红外成像数据；

6、对所述红外成像数据基于背景差分和帧间差分进行气体痕迹提取，得到气体痕迹掩膜；

7、对所述红外成像数据进行图像信号处理，得到待测红外图像；

8、通过图像检测模型对所述待测红外图像进行检测，得到包含气体区域位置的气体区域检测结果；

9、基于所述气体痕迹掩膜和所述气体区域检测结果对所述待测红外图像中的非气体干扰进行排除，确定气体泄漏区域。

10、第二方面，本申请实施例提供一种气体泄露检测装置，包括：

11、获取模块，用于获取包含待测区域的目标场景的原始红外数据；

12、校正模块，用于对所述原始红外数据进行非均匀性校正处理，得到校正后红外成像数据；

13、痕迹提取模块，用于对所述红外成像数据基于背景差分和帧间差分进行气体痕迹提取，得到气体痕迹掩膜；

14、图像处理模块，用于对所述红外成像数据进行图像信号处理，得到待测红外图像；

15、图像检测模块，用于通过图像检测模型对所述待测红外图像进行检测，得到包含气体区域位置的气体区域检测结果；

16、泄露确定模块，用于基于所述气体痕迹掩膜和所述气体区域检测结果对所述待测红外图像中的非气体干扰进行排除，确定气体泄漏区域。

17、第三方面，本申请实施例提供一种红外热成像设备，包括存储器、处理器与所述处理器连接的红外机芯模组；所述红外机芯模组包括收集红外光信号的红外物镜组件、将红外光信号转换为电信号的红外探测器及基于所述电信号成红外图像的图像处理器；所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如本申请任一实施例所述的气体泄漏定量检测方法；所述处理器与所述图像处理器是同一处理器或不同处理器。

18、第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行本申请任一实施例所述气体泄露检测方法。

19、上述实施例中，通过获取包含待测区域的目标场景的原始红外数据，对原始红外数据进行非均匀性校正处理，得到校正后红外成像数据，并对红外成像数据基于背景差分和帧间差分进行气体痕迹提取，得到气体痕迹掩膜；通过图像检测模型对基于红外成像数据成像的待测红外图像进行检测，得到包含气体区域位置的气体区域检测结果；根据基于原始的红外成像数据得到的气体痕迹掩膜和基于待测红外图像检测得到的气体区域检测结果相互校正，共同确定气体泄露区域，如此，通过在红外原始数据域提取气体泄露痕迹，有利于在气体弱泄露下也能更明显分辨，再结合在红外图像域通过图像检测模型对气体泄露区域进行检测，利用图像检测与气体痕迹相互校正来识别气体泄露区域，能够有效地提升气体泄露检测的准确性，有利于在气体泄露早期准确地检测到气体泄露问题。

20、上述实施例中，气体泄露检测装置、红外成像设备、计算机可读存储介质分别与对应的气体泄露检测方法实施例属于同一构思，从而分别与对应的气体泄露检测方法实施例具有相同的技术效果，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种气体泄漏检测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的气体泄漏检测方法，其特征在于，所述对所述红外成像数据基于背景差分和帧间差分进行气体痕迹提取，得到气体痕迹掩膜，包括：

3.如权利要求2所述的气体泄漏检测方法，其特征在于，所述以与当前帧满足设定关系的目标帧对应的所述红外成像数据，建立背景模型和帧差模型，包括：

4.如权利要求2所述的气体泄漏检测方法，其特征在于，所述基于所述帧间差分值进行帧差叠加后与帧间差分阈值的比较结果得到气体增强掩膜，包括：

5.如权利要求1所述的气体泄漏检测方法，其特征在于，所述对所述红外成像数据进行图像信号处理，得到待测红外图像，包括：

6.如权利要求1所述的气体泄漏检测方法，其特征在于，所述对所述原始红外数据进行非均匀性校正处理，得到校正后红外成像数据，包括：

7.如权利要求1所述的气体泄漏检测方法，其特征在于，所述通过图像检测模型对所述待测红外图像进行检测，得到包含气体区域位置的气体区域检测结果，包括：

8.如权利要求1所述的气体泄漏检测方法，其特征在于，所述确定气体泄漏区域之后，还包括：

9.如权利要求8所述的气体泄漏检测方法，其特征在于，所述获取气体泄漏点的当前距离信息，包括：

10.如权利要求8所述的气体泄漏检测方法，其特征在于，还包括：

11.如权利要求8所述的气体泄漏检测方法，其特征在于，还包括：

12.一种气体泄露检测装置，其特征在于，包括：

13.一种红外热成像设备，其特征在于，包括存储器、处理器与所述处理器连接的红外机芯模组；

14.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至11任一项所述的气体泄漏检测方法。

技术总结
本申请提供一种气体泄漏检测方法及装置、设备及存储介质，所述方法包括获取包含待测区域的目标场景的原始红外数据；对所述原始红外数据进行非均匀性校正处理，得到校正后红外成像数据；对所述红外成像数据基于背景差分和帧间差分进行气体痕迹提取，得到气体痕迹掩膜；对所述红外成像数据进行图像信号处理，得到待测红外图像；通过图像检测模型对所述待测红外图像进行检测，得到包含气体区域位置的气体区域检测结果；基于所述气体痕迹掩膜和所述气体区域检测结果对所述待测红外图像中的非气体干扰进行排除，确定气体泄漏区域。

技术研发人员：李永恒,赵小倩
受保护的技术使用者：烟台艾睿光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22