基于图像感知的沉积粉尘污染程度分级方法与流程

本发明属于图像处理，涉及一种基于图像感知的沉积粉尘污染程度分级方法。

背景技术：

1、在生产、加工过程中涉及可燃性粉尘的企业，监测并控制局部区域的粉尘沉积量对于确保生产安全至关重要。可燃性粉尘如木屑、粮食粉尘和化学粉末等，在一定条件下可与空气形成可燃性混合物，一旦遇到点火源如火花或静电即可能引发爆炸。因此，评估这些粉尘的污染程度，是预防火灾和爆炸事故的关键步骤。企业必须采取有效的监测措施，定期检测环境中的粉尘浓度和沉积状态。

2、目前，多数厂房对局部区域沉积粉尘污染程度的评估是通过人工视觉检查进行，这种方法不仅耗时高、效率低，而且结果受主观因素影响较大，难以保证评估的一致性和准确性。相比之下，图像处理技术则提供了一种更全面和动态的监测方法，图像监测系统可以与现有的安全监控系统集成，利用已部署的视频监控设施，基于实时捕捉的图像来判别污染区域粉尘沉积情况，极大地提高了企业的安全预警和事故应对能力。

3、在加工企业厂房环境中，积尘与待监测区域表面颜色接近会导致图像处理算法难以区分粉尘和背景，从而降低检测的准确性，与此同时，光照条件的变化将会进一步影响图像法的识别准确度，使粉尘检测变得更加困难。相关问题不仅降低了图像法测量的精确性和分辨率，也增加了数据处理的复杂度，给准确判断区域沉积粉尘污染程度带来了挑战。因此，有效捕捉沉积粉尘图像特征，研究和开发出能够快速、高效探测污染区域沉积粉尘污染程度的方法，对于提高图像处理技术在工作环境沉积粉尘污染程度判定领域的实用性具有重要意义。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于图像感知的沉积粉尘污染程度分级方法，根据拍摄图像实时判断目标区域受沉积粉尘污染程度，提高企业的安全预警和事故应对能力。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于图像感知的沉积粉尘污染程度分级方法，该方法包括：

4、s1、设计用于判定目标区域沉积粉尘污染级别的标志物，并获取不同洁净程度的标志物图像集，利用语义分割方法训练得到标志物分割模型；

5、s2、在所述目标区域布置标志物，在确保标志物不受遮挡及粉尘污染的情况下采集并存储目标区域评级基准图像；

6、s3、将目标区域评级基准图像输入训练好的标志物分割模型中，获取标志物区域基准图；

7、s4、对标志物区域基准图中的标志物进行透视变换和降/升采样操作得到标志物基准图像；

8、s5、根据标志物基准图像计算标志物基准低值通道、标志物基准低值通道亮度值、标志物结构通道和标志物基准图像标准差；

9、s6、获取目标区域的实时监控图像并输入训练好的标志物分割模型中，获取标志物区域图；

10、s7、对标志物区域图中的标志物进行透视变换和降/升采样操作得到标志物图像；

11、s8、结合所述标志物图像以及步骤s6中得到的参数计算标志物图像提亮参数h、结构参数s以及细节参数；

12、s9、基于标志物图像提亮参数h、结构参数s以及细节参数进行加权计算得到目标区域沉积粉尘污染程度分级参数c，根据c的值对目标区域沉积粉尘污染程度进行分级。

13、本发明的有益效果在于：本发明可根据拍摄图像实时判断目标区域受沉积粉尘污染程度，本发明判断效率高、耗时短、受主观因素影响小且评估的一致性高，极大地提高了企业的安全预警和事故应对能力。

14、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种基于图像感知的沉积粉尘污染程度分级方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的沉积粉尘污染程度分级方法，其特征在于：所述标志物基准低值通道d通过下式计算：

3.根据权利要求2所述的沉积粉尘污染程度分级方法，其特征在于：标志物图像提亮参数h通过下式计算：

4.根据权利要求1所述的沉积粉尘污染程度分级方法，其特征在于：所述标志物结构通道v通过下式计算：

5.根据权利要求4所述的沉积粉尘污染程度分级方法，其特征在于：标志物结构参数s通过下式计算：

6.根据权利要求1所述的沉积粉尘污染程度分级方法，其特征在于：标志物细节参数包括曲线轮廓增加参数dadd和直线轮廓损失参数dlost。

7.根据权利要求6所述的沉积粉尘污染程度分级方法，其特征在于：所述曲线轮廓增加参数dadd的计算过程包括：

8.根据权利要求6所述的沉积粉尘污染程度分级方法，其特征在于：所述直线轮廓损失参数dlost的计算过程包括：

9.根据权利要求1所述的沉积粉尘污染程度分级方法，其特征在于：步骤s9中，所述目标区域沉积粉尘污染程度分级参数c通过下式计算：

技术总结本发明涉及一种基于图像感知的沉积粉尘污染程度分级方法，属于图像处理技术领域。该方法包括：首先设计用于判定目标区域沉积粉尘污染级别的标志物，并获取不同洁净程度的标志物图像集，在此基础上利用语义分割方法训练得到标志物分割模型；其次在目标区域布置标志物，获取目标区域实时监控图像，通过标志物分割模型、透视变换算法及降/升采样获取标志物图像，记录标志物基准图像，并确定标志物低值通道、标志物基准低值通道亮度值、结构通道、标志物结构通道标准差；在此基础上针对待判定图像，计算标志物图像提亮参数、结构参数及细节参数，最后加权得到目标区域沉积粉尘污染程度分级参数，根据其取值对目标区域沉积粉尘污染程度进行分级。技术研发人员：邓勤,吴付祥,李德文,刘国庆,惠立峰,李彦筑,陈建阁,焦敏,张强,赵政,李征真,罗小博,李岳受保护的技术使用者：中煤科工集团重庆研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4