易燃易爆气体泄漏红外视频图像检测方法研究

摘要

随着中国现代化进程的推进，对化工类产品的需求日益增长，而这类产品往往由乙烯、氨气、硫化氢等易燃易爆或有毒有害气体生产而来。如何有效的对这类危险气体的生产、存储及运输进行安全有效的监控，做到发现泄漏后立即处置，避免次生危害的产生，成为了继续解决的问题。
　　目前，基于红外成像的泄漏气体检测技术以其大场景、远距离、全天候监测等优点，逐渐成为气体泄漏检测的发展方向。通过目标气体的红外光谱特性，选择合适的滤光片加装到红外采集设备上，实现对该目标气体的泄漏检测。其中，被动式红外成像检测技术以其相对简单的结构、远距离检测能力和很宽的光谱检测范围，成为了红外成像泄漏气体检测技术的主流发展方向。由于被动式红外成像检测技术原理的制约，泄漏气体和背景之间至少需要4k的相对温差，且其采集到的图像信噪比较差，所以在复杂背景下对泄漏气体的检测在技术上有一定的难度。
　　本文通过对大量气体泄漏红外视频资料的观察和对相关理论的研究，结合国内外前沿的研究成果，提出了一套具有较强鲁棒性且具有实时性的易燃易爆气体泄漏红外成像检测算法。本文提出的方法，可以对固定场景进行全天候的监控。并且针对性的对随机出现的行人和车辆、无法回避的背景云团、风吹树动等复杂动目标进行剔除。通过对监测场景建立背景模型，根据实际情况选择性的对背景进行更新处理；并通过阈值分割、连通域遍历、特征点提取和k均值聚类算法实现对气体泄漏区域的检测；最后通过对输出图像进行锐化和对气体泄漏区域进行伪彩色增强处理来达到较好的视觉效果。

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