[发明专利]基于红外视频灰度图像的零照度环境烟尘监测方法

说明书

本发明公开了一种基于红外视频灰度图像的零照度环境烟尘监测方法，步骤包括：1)确定烟尘阈值，划分区域，设定安全级别；2)获取监控范围内的红外视频灰度图像；3)将获得的当前帧红外视频灰度图像的数据，采用基于改进Retinex算法计算反射图像；4)对该反射图像的数据反归一化，根据确定的烟尘阈值以及区域划分情况，分别计算总区域及各子区域烟尘的分布比例；5)根据安全级别显示烟尘情况柱状图；6)判断是否有警情发生，若没有警情，返回步骤2继续获取下一帧视频图像，以此类推。本发明方法，实现了零照度环境下红外视频灰度图像烟尘的监测。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及一种基于红外视频灰度图像的零照度环境烟尘监测方法。

背景技术

近年来，随着科学技术的进步，传统的烟尘监测方法体现出了一定的局限性，光电成像技术及图像处理技术的广泛应用，使得视频烟尘监测逐渐成为烟尘监测领域的一个新研究热点。

可视烟尘监测技术是基于机器视觉以及图像处理的新技术，它具有智能化、远程监控、实时报警、监控场所不受限、支持多传感器信息融合以及在线与离线相结合分析等特点；表现在系统响应速度快，监测范围广，监测距离远、廉价且通用等方面，这样很大程度上满足了人们对烟尘监测的要求，具有广阔的市场前景。

现有烟尘监测方法主要依据排烟温度、节能装置温度比、换热效率、压降比、出口风温度等参数判断装置烟尘分布状况。由于传感器误差、检测参数范围大、机械故障等原因出现误报警或清灰不及时现象。从而造成资源浪费、设备效率下降、设备故障甚至引发火灾。针对零照度环境，选用感光光谱范围宽(包括红外光)的摄像头，使用与摄像头匹配的红外光源，发出红外光经目标反射被红外摄像头接收成像，通过图像处理技术，计算出装置烟尘情况，直观的反映设备状况。有效的解决上述难点，为设备安全高效运行提供保障。

目前，在零照度环境下，针对监控目标烟尘分布情况，还未见利用红外摄像头进行红外视频采集，同时配合相应监测算法的烟尘监测技术。因此，在实际中应用，针对零照度监控目标的烟尘状况采用红外视频探测具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于红外视频灰度图像的零照度环境烟尘监测方法，解决了现有技术由于传感器误差、检测参数范围大、机械故障等原因，造成资源浪费、误报警或清灰不及时的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于红外视频灰度图像的零照度环境烟尘监测方法，按照以下步骤具体实施：

步骤1，利用实际零照度环境下红外视频灰度图像的数据进行实验，确定烟尘阈值，针对监控目标划分区域，设定安全级别；

步骤2，通过摄像头持续获取监控范围内的红外视频灰度图像；

步骤3，将步骤2获得的当前帧红外视频灰度图像的数据，通过采集卡输入计算机中，计算机采用预存的基于改进Retinex算法计算监控目标的反射图像；

步骤4，通过改进Retinex算法计算得到反射图像R(x,y)后，对该反射图像R(x,y)的数据反归一化，根据确定的烟尘阈值以及区域划分情况，分别计算总区域及各子区域烟尘的分布比例；

步骤5，根据安全级别显示烟尘情况柱状图，

利用计算得到的烟尘比例，根据安全级别，显示总区域及各子区域柱状图；

步骤6，判断是否有警情发生，若总区域或子区域烟尘分布超出安全范围，则发出预警信息，启动报警装置及清灰设备；若没有警情，返回步骤2继续获取下一帧视频图像，以此类推，不断循环。