一种多光谱监测方法与系统技术方案

技术编号:25046480 阅读:20 留言:0更新日期:2020-07-29 05:35
本申请提供了一种多光谱监测方法,包括:对被监测区域的光谱辐射信息进行多路成像,形成多路光谱图像/视频信号;采集多路所述光谱图像/视频信号,形成多路光谱图像/视频数据;对多路所述光谱图像/视频数据进行预处理;对预处理结果进行计算,以生成被监测区域的监测数据;根据该监测数据对被监测对象进行监测。本申请根据多路光谱图像/视频数据来生成被监测区域的监测数据,实现了视频级实时监测,具有覆盖范围广的特点、监测效率高、响应速度快的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种多光谱监测方法与系统
本申请涉及监测
,尤其涉及一种多光谱监测方法与系统。
技术介绍
近年来,工业安全监测技术需求日趋迫切,例如化工生产领域的介质泄漏事件频发,引发爆炸、火灾等后果,严重危害生命财产安全。现有的视频监控手段大多仅对可见光波段成像,难以发现例如无色气体/透明液体等危险介质泄漏。化工等行业广泛使用的电化学类传感器存在检测距离小、易受环境影响、维护流程复杂等缺点。而线式红外激光类传感器进行检测是目前较为先进的方法,但仍存在覆盖范围小、无法准确定位泄漏位置、识别扩散方向等缺点。如何能够实现覆盖范围广、监测效率高、监测种类多样化的泄漏监测,是本申请有待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此,本申请的主要目的在于提供一种多光谱监测方法与系统,以实现监测覆盖范围广、监测效率高及监测对象种类多样化。本专利技术一方面提供了一种多光谱监测方法,所述方法包括:对被监测区域的光谱辐射信息进行多路成像,形成多路光谱图像/视频信号;采集多路所述光谱图像/视频信号,形成多路光谱图像/视频数据;对多路所述光谱图像/视频数据进行预处理;对预处理结果进行计算,以生成被监测区域的监测数据;根据该监测数据对被监测对象进行监测。由上,该方法可实现不同的多路光谱图像/视频数据来生成被监测区域的监测数据,实现了视频级的实时监测,具有覆盖范围广、监测效率高及监测对象多样化的优点。例如,应用于气体监测时,可以通过监测数据的分析准确定位气体泄漏位置、预测气体扩散方向。又如,由于视频级监测覆盖范围广,因此可同时对多个对象进行监测,从而具有监测效率高的优势。在一种可能的实现方式中,所述监测数据至少包括被监测对象的形态、被监测对象的区域、被监测对象的浓度、被监测对象的扩散方向以及场景温度之一。由上,本专利技术可以针对被监测对象的多种数据进行监测,从而实现监测内容多样化的特点。在一种可能的实现方式中,所述预处理包括:对多路光谱图像/视频数据进行空间配准处理。由上,通过空间配准处理便于将多路光谱图像/视频数据进行信息融合。在一种可能的实现方式中,所述预处理还包括:在对多路光谱图像/视频数据进行空间配准处理之后将信号图像/视频数据与各背景图像/视频数据进行融合处理;其中,将多路光谱图像/视频数据中与被监测对象的吸收波段相匹配的光谱图像/视频数据作为信号图像/视频数据,其余路光谱图像/视频数据作为背景图像/视频数据。由上,通过信号图像/视频数据与各背景图像/视频数据进行融合处理,可以强化被监测对象的图像特征,也可以使融合处理后的图像更具有直观性,既便于对被监测对象的多样性内容进行监测,也便于用户对被监测对象的图像进行观测。在一种可能的实现方式中,所述将信号图像/视频数据与各背景图像/视频数据进行融合处理具体包括:将信号图像/视频数据与各背景图像/视频数据进行差分计算。在一种可能的实现方式中,所述对不同的所述多路光谱图像数据进行预处理还包括:对多路光谱图像/视频数据进行降噪处理。在一种可能的实现方式中,对所述预处理数据进行计算,以生成对应的监测数据包括:根据预处理结果识别被监测对象的形态,并定位被监测对象的区域。在一种可能的实现方式中,对所述预处理数据进行计算,以生成对应的监测数据包括:根据定位出的被监测对象的区域的辐射与背景辐射的差异计算被监测对象的浓度;所述背景辐射由被监测对象的区域在不同时间的辐射、不同光谱波段的辐射或除被监测对象的区域之外的辐射计算得到。在一种可能的实现方式中,对所述预处理数据进行计算,以生成对应的监测数据包括:根据被监测对象的光谱图像/视频数据的像素梯度预测被监测对象的扩散方向。在一种可能的实现方式中,对所述预处理数据进行计算,以生成对应的监测数据包括:根据至少一路光谱图像/视频数据计算场景温度。由上,通过上述预处理结果可以计算出被监测对象的形态、被监测对象的区域、被监测对象的浓度、被监测对象的扩散方向、场景温度,实现了监测内容的多样化,也提高了监测效率。在一种可能的实现方式中,多路所述光谱图像/视频数据包括多路宽带光谱图像/视频数据时,所述对不同的所述多路光谱图像/视频数据进行预处理还包括:对宽带光谱图像/视频数据进行解耦重建,获得不同波段的光谱图像/视频数据作为不同的多路光谱图像/视频数据。由上,当采用多路宽带光谱图像/视频数据时,可以提升信号采集的信噪比,从而可以提高后续数据进行融合处理时的准确性。本专利技术另一方面提供了一种多光谱监测系统,包括:前端成像单元,用于对被监测区域的光谱辐射信息进行多路成像,形成多路光谱图像/视频信号;数据采集单元,用于采集多路所述光谱图像/视频信号,形成多路光谱图像/视频数据;图像/视频处理单元,用于对多路所述光谱图像/视频数据进行预处理;以及用于对预处理结果进行计算,以生成被监测区域的监测数据;监测单元,用于根据该监测数据对被监测对象进行监测。在一种可能的实现方式中,所述监测数据至少包括被监测对象的形态、被监测对象的区域、被监测对象的浓度、被监测对象的扩散方向以及场景温度之一。在一种可能的实现方式中,所述图像/视频处理单元包括:配准模块,用于对多路光谱图像/视频数据进行空间配准处理。在一种可能的实现方式中,所述图像/视频处理单元还包括:融合模块,用于在对多路光谱图像/视频数据进行空间配准处理之后将信号图像/视频数据与各背景图像/视频数据进行融合处理;其中,将多路光谱图像/视频数据中与被监测对象的吸收波段相匹配的光谱图像/视频数据作为信号图像/视频数据,其余路光谱图像/视频数据作为背景图像/视频数据。在一种可能的实现方式中,所述融合模块具体用于将信号图像/视频数据与各背景/视频图像数据进行差分计算。在一种可能的实现方式中,所述图像/视频处理单元还包括:降噪模块,用于对多路光谱图像/视频数据进行降噪处理。在一种可能的实现方式中,所述图像/视频处理单元还包括:识别模块,用于根据预处理结果识别被监测对象的形态,并定位被监测对象所处区域。在一种可能的实现方式中,所述图像/视频处理单元还包括:浓度计算模块,用于根据识别出的被监测对象的区域的辐射与背景辐射的差异计算被监测对象的浓度;所述背景辐射由被监测对象的区域在不同时间的辐射、被监测对象的区域在不同光谱波段的辐射或除被监测对象的区域之外的辐射计算得到。在一种可能的实现方式中,所述图像/视频处理单元还包括:扩散方向预测模块,用于根据被监测对象的光谱图像/视频数据的像素梯度预测被监测对象的扩散方向。在一种可能的实现方式中,所述图像/视频处理单元还包括:场景测温模块,用于根据至少一路光谱图像/视频数据计算被监测区域的场景温度。在一种可能的实现方式中,所述图像/视频处理单元还包括:解耦模块,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多光谱监测方法,其特征在于,所述方法包括:/n对被监测区域的光谱辐射信息进行多路成像,形成多路光谱图像/视频信号;/n采集多路所述光谱图像/视频信号,形成多路光谱图像/视频数据;/n对多路所述光谱图像/视频数据进行预处理;/n对预处理结果进行计算,以生成被监测区域的监测数据;/n根据该监测数据对被监测对象进行监测。/n

【技术特征摘要】
1.一种多光谱监测方法,其特征在于,所述方法包括:
对被监测区域的光谱辐射信息进行多路成像,形成多路光谱图像/视频信号;
采集多路所述光谱图像/视频信号,形成多路光谱图像/视频数据;
对多路所述光谱图像/视频数据进行预处理;
对预处理结果进行计算,以生成被监测区域的监测数据;
根据该监测数据对被监测对象进行监测。


2.根据权利要求1所述的多光谱监测方法,其特征在于,所述监测数据至少包括被监测对象的形态、被监测对象的区域、被监测对象的浓度、被监测对象的扩散方向以及场景温度之一。


3.根据权利要求2所述的多光谱监测方法,其特征在于,所述预处理包括:
对多路光谱图像/视频数据进行空间配准处理。


4.根据权利要求3所述的多光谱监测方法,其特征在于,所述预处理还包括:
在对多路光谱图像/视频数据进行空间配准处理之后将信号图像/视频数据与各背景图像/视频数据进行融合处理;其中,将多路光谱图像/视频数据中与被监测对象的吸收波段相匹配的光谱图像/视频数据作为信号图像/视频数据,其余路光谱图像/视频数据作为背景图像/视频数据。


5.根据权利要求4所述的多光谱监测方法,其特征在于,所述步骤“将信号图像/视频数据与各背景图像/视频数据进行融合处理”具体包括:
将信号图像/视频数据与各背景图像/视频数据进行差分计算。


6.根据权利要求1所述的多光谱监测方法,其特征在于,所述步骤“对多路所述光谱图像/视频数据进行预处理”还包括:
对多路光谱图像/视频数据进行降噪处理。


7.根据权利要求5所述的多光谱监测方法,其特征在于,所述步骤“对预处理结果进行计算,以生成被监测区域的监测数据”包括:
根据预处理结果识别被监测对象的形态,并定位被监测对象所处区域。


8.根据权利要求7所述的多光谱监测方法,其特征在于,所述步骤“对预处理结果进行计算,以生成被监测区域的监测数据”包括:
根据定位出的被监测对象的区域的辐射与背景辐射的差异计算被监测对象的浓度;所述背景辐射由被监测对象的区域在不同时间的辐射、不同光谱波段的辐射或除被监测对象的区域之外的辐射计算得到。


9.根据权利要求7所述的多光谱监测方法,其特征在于,所述步骤“对预处理结果进行计算,以生成被监测区域的监测数据”包括:
根据被监测对象的光谱图像/视频数据的像素梯度预测被监测对象的扩散方向。


10.根据权利要求4所述的多光谱监测方法,其特征在于,所述步骤“对预处理结果进行计算,以生成被监测区域的监测数据”包括:
根据至少一路光谱图像/视频数据计算场景温度。


11.根据权利要求1所述的多光谱监测方法,其特征在于,多路所述光谱图像/视频数据包括多路宽带光谱图像/视频数据时,所述对不同的所述多路光谱图像/视频数据进行预处理还包括:
对宽带光谱图像/视频数据进行解耦重建,获得不同波段的光谱图像/视频数据作为不同的多路光谱图像/视频数据。


12.一种多光谱监测系统,其特征在于,包括:
前端成像单元,用于对被监测区域的光谱辐射信息进行多路成像,形成多路光谱图像/视频信号;
数据采集单元,用于采集多路所述光谱图像/视频信号,形成多路光谱图像/视频数据;
图像/视...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹汛陈林森字崇德李昀谦蔡李靖
申请(专利权)人:南京智谱科技有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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