上海开放大学张永忠获国家专利权
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龙图腾网获悉上海开放大学申请的专利一种针对红外视频的泄漏气体检测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116883887B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310655661.7,技术领域涉及:G06V20/40;该发明授权一种针对红外视频的泄漏气体检测方法是由张永忠;曾洲;马燕设计研发完成,并于2023-06-05向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种针对红外视频的泄漏气体检测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种针对红外视频的泄漏气体检测方法,包括以下步骤:获取红外视频;对红外视频利用高斯滤波进行平滑处理;将处理后的红外视频中的第1帧作为背景图像,将其余各帧图像分别与背景图像相减,得到差分图像并分别转换为二值图像;删除连通区域,然后确定候选气体区域;在候选气体区域内部和边界产生随机分布的点,确定候选气体区域的中心;将候选气体区域的中心分别与候选气体区域的边界点连线,计算连线上相邻两点间在对应帧图像Ii上的像素灰度值之差,通过差值之和得到所有二值图像中的泄漏气体区域。本发明的一种针对红外视频的泄漏气体检测方法,使用方便,降低了成本,实现了快速检测,同时保证了检测精度。
本发明授权一种针对红外视频的泄漏气体检测方法在权利要求书中公布了:1.一种针对红外视频的泄漏气体检测方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1、利用红外热成像仪获取监测场景的红外视频;具体包括以下步骤: 首先,准备红外热成像仪设备,并将其设置为视频采集模式; 其次,将红外热成像仪对准所需监测的场景,并启动设备开始采集红外视频; 接着,将采集到的红外视频通过设备的数据接口连接并传输到计算机,将采集到的红外视频保存至计算机本地硬盘中,以备后续使用; 步骤2、对所述红外视频中的每一帧图像Ii利用高斯滤波进行平滑处理;具体包括以下步骤: 首先,将红外视频中的每一帧图像Ii转换为灰度图像IGray,红外视频中的每一帧图像为包括红色R,绿色G和蓝色B的三通道彩色图像Ii,将Ii转换为灰度图像IGray,通过IGray=R*0.299+G*0.587+B*0.114完成; 其次,定义高斯核G=; 接着,将G的中心对齐到图像中的每个像素点上,并按照G中各个位置的权重对相应的像素值进行加权平均,即为平滑后的像素值; 步骤3、将经过平滑处理后的红外视频中的第1帧作为背景图像,将其余各帧图像分别与背景图像相减,得到差分图像; 步骤4、根据阈值T1将各差分图像分别转换为二值图像;具体包括: 针对各差分图像,计算差分值的绝对值,将差分值的绝对值小于阈值T1的像素点置为0,其余像素点置为1,从而将差分图像转换为二值图像;其中,二值图像中值为1的像素点作为前景像素点,值为0的像素点作为背景像素点; 步骤5、删除二值图像中面积小于阈值T2,或者长宽比超过阈值T3的连通区域;具体包括以下步骤: 首先,从二值图像中的一个前景像素点开始,沿着8个方向扫描相邻的前景像素点,并将其标记为同一连通区域,再将相邻的未标记像素点加入队列中,继续扩展连通区域,直到队列为空,重复该过程,直至遍历完整个图像,得到二值图像中的所有连通区域; 其次,统计二值图像中的每个连通区域中所有像素点的数量,即为该连通区域的面积,将面积小于阈值T2的连通区域删除,即将这些较小面积的连通区域中的像素值置为0; 接着,对于二值图像中各连通区域,计算该区域所有点的横坐标的最小值和最大值,以及该区域所有点的纵坐标的最小值和最大值,根据上述四个值确定该区域的最小包围盒,将最小包围盒的长边与短边的比值作为该连通区域的长宽比,如果长宽比超过阈值T3,则删除该连通区域,即将该区域中的像素值置为0; 步骤6、计算当前帧中连通区域Ci与下一帧对应位置的连通区域Ci+1之间的交并比,如果交并比大于阈值T4,则将Ci作为候选气体区域;具体包括以下步骤: 首先,根据当前帧中连通区域Ci所在最小包围盒,找到下一帧对应位置,如果在对应位置没有连通区域Ci+1,则将交并比记作0; 其次,如果在下一帧对应位置存在连通区域Ci+1,则计算,即分别统计Ci与Ci+1间相交像素的数目和并像素的数目,并计算两者比值; 如果交并比IoU大于阈值T4,则将Ci作为候选气体区域; 步骤7、在候选气体区域内部和边界产生随机分布的点,根据这些点生成最小生成树,进一步得到树重心,将树重心作为该候选气体区域的中心;具体包括以下步骤: 首先,遍历候选气体区域内的每个像素,如果该像素相邻的像素都在该候选气体区域中,则该像素为内部点,否则为边界点,同时将所有的内部点列成一列长度为Ni的内部点像素列,并将所有的边界点列成一列长度为Nj的边界点像素列; 接着,生成0.3Ni个在[1,Ni]区间内的随机数,根据这些随机数得到所述内部点像素列中对应位置的像素,从而得到候选气体区域内部随机分布的点; 然后,生成0.3Nj个在[1,Nj]区间内的随机数,根据这些随机数得到所述边界点像素列中对应位置的像素,从而得到候选气体区域边界随机分布的点; 最后,根据候选气体区域内部和边界随机分布的点,利用KRUSKAL算法生成最小生成树,并遍历最小生成树中的每个节点,计算以该节点为根节点的子树中包含的节点数,找到一个使得所有子树中最大子树最小的节点即为最小生成树的树重心,将树重心作为该候选气体区域的中心; 步骤8、将所述候选气体区域的中心分别与候选气体区域的边界点连线,计算连线上相邻两点间在对应帧图像Ii上的像素灰度值之差,如果差值大于0,则记作1,反之则记作0,将连线上的0或1值相加得到∑i,把所有连线上得到的∑i相加,如果相加结果大于阈值T5,则将该候选气体区域标记为泄漏气体区域,这里,阈值T5可以取所有连线上相邻点对数目之和的0.7倍;具体包括: 首先,将所述候选气体区域的中心与候选气体区域的边界点逐一连接,计算连线上相邻两点间在对应帧图像Ii上的像素灰度值之差,如果差值大于0,则记作1,反之则记作0,这里,帧图像Ii是指步骤2所述的经平滑处理的红外视频中第i帧灰度图像; 接着,将连线上的0或1值相加得到∑i,把所有连线上得到的∑i相加,如果相加结果大于阈值T5,则将该候选气体区域标记为泄漏气体区域,这里,阈值T5可以取所有连线上相邻点对数目之和的0.7倍; 步骤9、遍历红外视频中的所有二值图像,包括第2帧到倒数第2帧之间的所有二值图像,重复执行步骤5-8,从而得到所有二值图像中的泄漏气体区域。
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