冷却塔集水槽漏液视觉监测方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及图像处理，尤其是指一种冷却塔集水槽漏液视觉监测方法、装置、设备及计算机存储介质。

背景技术：

1、目前，针对冷却塔集水槽的漏液监测，现有技术主要依赖背景建模差分法、颜色空间阈值分割法或人工视频巡检。然而，冷却塔运行时持续存在高湿蒸汽、强眩光及填料区水花飞溅等极端工况，这导致传统方案存在根本性缺陷：其一，基于像素变化的检测逻辑无法区分“随机无序的飞溅水花”与“受重力引导的连续漏液”，极易引发全天候误报，迫使运维人员关闭自动报警功能，严重削弱了对微小渗漏的感知能力；其二，基于固定颜色或亮度的阈值分割极易受雾气遮蔽和镜面反光干扰，在低照度或高反光环境下频繁失效；其三，现有系统仅能输出“有/无”的二元结果，缺乏对漏液轨迹的时空一致性验证与流体物理机理分析，既无法准确定位裂缝、焊缝等具体泄漏点，也无法评估泄漏的严重程度，难以满足工业现场对复杂工况下全天候、高可靠性监测的实战需求。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中无法区分冷却塔复杂工况下环境干扰与真实漏液，导致监测准确性低、鲁棒性差且缺乏漏液态势感知能力的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种冷却塔集水槽漏液视觉监测方法，包括：

3、获取监控区域的视频图像序列；

4、对所述视频图像序列进行图像增强处理，并依据预设的监测区域掩膜提取感兴趣区域图像；

5、将所述感兴趣区域图像输入预训练的语义分割模型，提取表征水体物质分布的静态语义掩膜；

6、计算连续帧图像之间的稠密光流场，基于重力作用下的流体运动特征，从所述稠密光流场中筛选出具有定向连续运动特性的动态光流区域；

7、将所述静态语义掩膜与所述动态光流区域进行像素级融合得到漏液特征图，并对所述漏液特征图中的连通区域进行时序轨迹追踪，根据轨迹的持续时间和累积位移判定漏液事件并生成报警信号。

8、优选地，所述对所述视频图像序列进行图像增强处理包括：

9、基于暗通道先验原理，估算场景的大气光值和透射率，以恢复无雾图像，实现去雾与抗眩光增强处理；

10、所述依据预设的监测区域掩膜提取感兴趣区域图像包括：

11、根据预设的高危监测区与环境干扰区的划分，生成二值掩膜，并将所述图像增强处理后的视频图像序列中位于所述二值掩膜之外的像素值强制置零，以得到所述感兴趣区域图像。

12、优选地，所述提取表征水体物质分布的静态语义掩膜包括：

13、利用包含多尺度特征提取模块的轻量化语义分割网络，输出每个像素属于水体的概率图；

14、对所述概率图执行阈值过滤，并将过滤后的像素集合生成为所述静态语义掩膜。

15、优选地，所述计算连续帧图像之间的稠密光流场包括：

16、选取连续多帧图像序列作为输入数据，通过光流网络计算得到稠密光流场，所述稠密光流场描述了像素点的瞬时运动速度；

17、所述基于重力作用下的流体运动特征，从所述稠密光流场中筛选出具有定向连续运动特性的动态光流区域包括：

18、计算所述稠密光流场中光流矢量的运动方向，设定与重力方向匹配的方向约束区间及速度模长阈值，提取同时满足所述方向约束区间和所述速度模长阈值的像素集合，作为所述动态光流区域。

19、优选地，所述将所述静态语义掩膜与所述动态光流区域进行像素级融合得到漏液特征图包括：

20、对所述静态语义掩膜与所述动态光流区域执行像素级的逻辑与运算，使得所述漏液特征图中仅保留同时具备水体物质属性和定向运动特征的像素。

21、优选地，所述对所述漏液特征图中的连通区域进行时序轨迹追踪，根据轨迹的持续时间和累积位移判定漏液事件包括：

22、利用滤波器对所述漏液特征图中的连通区域进行多帧关联追踪，统计每个追踪目标轨迹的持续帧数和累积位移距离；

23、当所述持续帧数超过预设帧数阈值且所述累积位移距离超过预设距离阈值时，确认该轨迹为真实的物理液流。

24、优选地，所述生成报警信号包括：

25、根据确认后的漏液区域的面积和光流平均速度计算泄漏严重指数；

26、依据所述泄漏严重指数所在的不同区间，生成不同级别的报警信号。

27、本发明还提供了一种冷却塔集水槽漏液视觉监测装置，包括：

28、图像获取与预处理模块，用于获取监控区域的视频图像序列，对所述视频图像序列进行图像增强处理，并依据预设的监测区域掩膜提取感兴趣区域图像；

29、静态特征提取模块，用于将所述感兴趣区域图像输入预训练的语义分割模型，提取表征水体物质分布的静态语义掩膜；

30、动态特征提取模块，用于计算连续帧图像之间的稠密光流场，基于重力作用下的流体运动特征，从所述稠密光流场中筛选出具有定向连续运动特性的动态光流区域；

31、融合与判定模块，用于将所述静态语义掩膜与所述动态光流区域进行像素级融合得到漏液特征图，并对所述漏液特征图中的连通区域进行时序轨迹追踪，根据轨迹的持续时间和累积位移判定漏液事件并生成报警信号。

32、本发明还提供了一种冷却塔集水槽漏液视觉监测设备，包括：

33、存储器，用于存储计算机程序；

34、处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述一种冷却塔集水槽漏液视觉监测方法步骤。

35、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种冷却塔集水槽漏液视觉监测方法的步骤。

36、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

37、本发明所述的冷却塔集水槽漏液视觉监测方法，本发明通过构建“静态水体语义特征+重力约束动态流场特征+时序一致性校验”的多模态融合监测机制，有效克服了现有技术无法区分冷却塔复杂工况下环境干扰与真实漏液的根本缺陷，显著提升了高湿、强眩光及水花飞溅环境下的监测准确性与鲁棒性；同时，通过像素级的融合与轨迹追踪，实现了从“二值报警”到“漏液位置精确定位、泄漏严重程度量化评估”的态势感知升级，并基于分级报警机制联动工业控制系统，为冷却塔的安全运行提供了全天候、低误报、可闭环的高可靠性保障。

1.一种冷却塔集水槽漏液视觉监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述视频图像序列进行图像增强处理包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取表征水体物质分布的静态语义掩膜包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算连续帧图像之间的稠密光流场包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述静态语义掩膜与所述动态光流区域进行像素级融合得到漏液特征图包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述漏液特征图中的连通区域进行时序轨迹追踪，根据轨迹的持续时间和累积位移判定漏液事件包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述生成报警信号包括：

8.一种冷却塔集水槽漏液视觉监测装置，其特征在于，包括：

9.一种冷却塔集水槽漏液视觉监测设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述一种冷却塔集水槽漏液视觉监测方法的步骤。