一种实现船舶大气污染智能管控的方法及系统技术方案

本发明专利技术实现船舶大气污染智能管控的方法及系统，通过从采集的黑烟监测视频帧中提取黑烟目标区域图像；将提取的黑烟目标区域图像按照预定像素大小分割为不同的分区单元；确定每个分区单元对比度的均值，根据每个分区单元对比度的均值计算该分区单元与黑烟浓度的相关性；选择相关性超过预定阈值的分区单元作为有效分区单元；根据选择的有效分区单元确定该黑烟监测视频帧对应的黑烟浓度等级；在预定时间内，继续处理下一黑烟监测视频帧，若统计到黑烟浓度等级超过预定安全等级数的黑烟监测视频帧数目超过预定次数则向控制中心发出报警提示，可实现船舶大气污染的智能化管控，且降低噪声的影响，提高黑烟浓度等级识别的准确率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种实现船舶大气污染智能管控的方法及系统


[0001]本专利技术涉及船舶大气污染控制
，更具体的说，本专利技术涉及一种实现船舶大气污染智能管控的方法及系统。

技术介绍

[0002]船舶对大气会产生很大的污染，通常，船舶的动力系统非常强大,船舶的发动机在运行的时候要燃烧化石燃料，产生大量的黑烟，排入到大气中，造成大气污染，需要对船舶大气污染进行有效控制以降低污染物。
[0003]现有的船舶大气污染控制通常是采用传统的林格曼黑度法进行黑烟检测，林格曼黑度法是基于人工比对船舶黑烟区域和林格曼黑度卡，需要林格曼烟气黑度图作为参照辅助，并对观测位置和条件、 观测方法、计算方法、质量保证措施等做了明确的要求，但该方法存在费时费力，主观性强，观测误差大，频次低，即时性差，智能化水平较低的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例要解决的技术问题是提供一种实现船舶大气污染智能管控的方法及系统，以提高船舶大气污染管控的智能化水平。
[0005]本专利技术实施例更进一步解决的技术问题是提供一种实现船舶大气污染智能管控的方法及系统，可降低噪声的影响，提高黑烟浓度等级识别的准确率。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一方面，一种实现船舶大气污染智能管控的方法，其包括如下步骤：启动船舶黑烟监测，采集船舶黑烟的监测视频；从采集的黑烟监测视频帧中提取黑烟目标区域图像；将提取的黑烟目标区域图像按照预定像素大小分割为不同的分区单元；确定每个分区单元对比度的均值，根据每个分区单元对比度的均值计算该分区单元与黑烟浓度的相关性；选择相关性超过预定阈值的分区单元作为有效分区单元；根据选择的有效分区单元确定该黑烟监测视频帧对应的黑烟浓度等级；在预定时间内，继续处理下一黑烟监测视频帧，若统计到黑烟浓度等级超过预定安全等级数的黑烟监测视频帧数目超过预定次数则向控制中心发出报警提示。
[0007]优选地，将提取的黑烟目标区域图像按照预定像素大小分割为不同的分区单元之前还包括：将黑烟目标区域图像的像素亮度值减去参考区域的像素亮度值，所述参考区域的像素亮度值为黑烟目标区域未排放黑烟时的像素亮度值。
[0008]其中，可通过电荷耦合器件摄像机采集船舶黑烟的监测视频。
[0009]其中，所述黑烟浓度等级可采用0
‑
5级的分类等级。
[0010]其中，所述预定安全等级数为4级。
[0011]另一方面，一种实现船舶大气污染智能管控的系统，其包括：船舶黑烟监测视频采集处理模块，用于在启动船舶黑烟监测后，采集船舶黑烟的监测视频；黑烟目标区域图像提取处理模块，用于从采集的黑烟监测视频帧中提取黑烟目标区域图像；分割处理模块，用于将提取的黑烟目标区域图像按照预定像素大小分割为不同的分区单元；相关性处理模块，用于确定每个分区单元对比度的均值，根据每个分区单元对比度的均值计算该分区单元与黑烟浓度的相关性；有效分区单元确定处理模块，用于选择相关性超过预定阈值的分区单元作为有效分区单元；黑烟浓度等级确定处理模块，用于根据选择的有效分区单元确定该黑烟监测视频帧对应的黑烟浓度等级；报警提示处理模块，用于在预定时间内，继续处理下一黑烟监测视频帧，若统计到黑烟浓度等级超过预定安全等级数的黑烟监测视频帧数目超过预定次数则向控制中心发出报警提示。
[0012]优选地，还包括：背景处理模块，用于将黑烟目标区域图像的像素亮度值减去参考区域的像素亮度值，所述参考区域的像素亮度值为黑烟目标区域未排放黑烟时的像素亮度值。
[0013]其中，船舶黑烟监测视频采集处理模块通过电荷耦合器件摄像机采集船舶黑烟的监测视频。
[0014]其中，所述黑烟浓度等级采用0
‑
5级的分类等级。
[0015]其中，所述预定安全等级数为4级。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的方法及系统中，通过从采集的黑烟监测视频帧中提取黑烟目标区域图像；将提取的黑烟目标区域图像按照预定像素大小分割为不同的分区单元；确定每个分区单元对比度的均值，根据每个分区单元对比度的均值计算该分区单元与黑烟浓度的相关性；选择相关性超过预定阈值的分区单元作为有效分区单元；根据选择的有效分区单元确定该黑烟监测视频帧对应的黑烟浓度等级；在预定时间内，继续处理下一黑烟监测视频帧，若统计到黑烟浓度等级超过预定安全等级数的黑烟监测视频帧数目超过预定次数则向控制中心发出报警提示，可实现船舶大气污染的智能化管控。
[0017]更进一步的，若通过整张黑烟目标区域图像去确定黑烟浓度等级，若黑烟目标区域图像中区域背景变化时，所提取的特征噪声较大（受到无关的背景变化影响），最终会导致最后确定的黑烟浓度等级结果准确率降低，且整张图像采样的时间较长，导致系统耗费大量时间处理，为此，在本专利技术的方法及系统中，将提取的黑烟目标区域图像按照预定像素大小分割为不同的分区单元，根据每个分区单元对比度的均值计算该分区单元与黑烟浓度的相关性；选择相关性超过预定阈值的分区单元作为有效分区单元，根据选择的有效分区单元确定该黑烟监测视频帧对应的黑烟浓度等级，而不是采用整张黑烟目标区域图像去确定黑烟浓度等级，可降低噪声的影响，提高黑烟浓度等级识别的准确率，且丢弃大部分无用
或极少作用的冗余图像数据，也可减少系统的数据处理量。
附图说明
[0018]图1是本专利技术一种实现船舶大气污染智能管控的方法的一个具体实施例流程图；图2是是本专利技术一种实现船舶大气污染智能管控的方法中选择有效分区单元的一个具体实施例示意图；图3是本专利技术一种实现船舶大气污染智能管控的系统的一个具体实施例框图；图4是本专利技术一种实现船舶大气污染智能管控的系统的另一个具体实施例框图。
具体实施方式
[0019]参考图1，该图是本专利技术实现船舶大气污染智能管控的方法的一个具体实施例流程图，主要包括如下步骤：步骤S101，启动船舶黑烟监测，采集船舶黑烟的监测视频，具体实现时，作为一个优选实施例，可通过电荷耦合器件摄像机采集船舶黑烟的监测视频，具体采集时，电荷耦合器件摄像机可按照控制中心的指令定时抓拍采集或者连续采集，由于电荷耦合器件摄像机采集到的监测视频为模拟视频信号，还需要将模拟视频信号转为数字视频信号，这里不再赘述。
[0020]在上述步骤采集到的黑烟监测视频是含有很多不必要的数据，例如不是黑烟目标区域的背景图像或者其他事物的图像，为此在步骤S102，从采集的黑烟监测视频帧中提取黑烟目标区域图像，具体实现时，为了便于后续对单帧黑烟监测视频帧的黑烟浓度分级处理，采集到的黑烟监测视频需要进行图像预处理，将黑烟目标区域图像从原始采集的视频帧图像中提取出来，作为可选的实施例，提取方式可以采用例如边缘监测或者阈值分割等图像分割方式，这里不做赘述；另外，需要说明的，虽然提取出黑烟目标区域图像，但由于受监测环境等影响，需要去除背景对黑烟目标区域图像的亮度影响，作为一个优选的实施例，需要采用背景亮度扣除，即：将黑烟目标区域图像的像素亮度值减去参考区域的像素亮度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现船舶大气污染智能管控的方法，其特征在于，包括如下步骤：启动船舶黑烟监测，采集船舶黑烟的监测视频；从采集的黑烟监测视频帧中提取黑烟目标区域图像；将提取的黑烟目标区域图像按照预定像素大小分割为不同的分区单元；确定每个分区单元对比度的均值，根据每个分区单元对比度的均值计算该分区单元与黑烟浓度的相关性；选择相关性超过预定阈值的分区单元作为有效分区单元；根据选择的有效分区单元确定该黑烟监测视频帧对应的黑烟浓度等级；在预定时间内，继续处理下一黑烟监测视频帧，若统计到黑烟浓度等级超过预定安全等级数的黑烟监测视频帧数目超过预定数量则向控制中心发出报警提示。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将提取的黑烟目标区域图像按照预定像素大小分割为不同的分区单元之前还包括：将黑烟目标区域图像的像素亮度值减去参考区域的像素亮度值，所述参考区域的像素亮度值为黑烟目标区域未排放黑烟时的像素亮度值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过电荷耦合器件摄像机采集船舶黑烟的监测视频。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述黑烟浓度等级采用0
‑
5级的分类等级。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预定安全等级数为4级。6.一种实现船舶大气污染智能管控的系统，其特征在于，包括：船舶黑烟监测视频采集处理模块，用于在启动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李毓勤，周当，何玉龙，梁光镇，刘柯鹏，
申请(专利权)人：广州市云景信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：