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基于热成像的渗漏源检测

杨羽 贺超广 涂圆 赵杰锋 周晓萍 唐立军

杨羽, 贺超广, 涂圆, 赵杰锋, 周晓萍, 唐立军. 基于热成像的渗漏源检测[J]. 红外技术, 2022, 44(7): 750-756.
引用本文: 杨羽, 贺超广, 涂圆, 赵杰锋, 周晓萍, 唐立军. 基于热成像的渗漏源检测[J]. 红外技术, 2022, 44(7): 750-756.
YANG Yu, HE Chaoguang, TU Yuan, ZHAO Jiefeng, ZHOU Xiaoping, TANG Lijun. Leakage Source Detection Based on Thermal Imaging[J]. Infrared Technology , 2022, 44(7): 750-756.
Citation: YANG Yu, HE Chaoguang, TU Yuan, ZHAO Jiefeng, ZHOU Xiaoping, TANG Lijun. Leakage Source Detection Based on Thermal Imaging[J]. Infrared Technology , 2022, 44(7): 750-756.

基于热成像的渗漏源检测

基金项目: 

国家级大学生创业实践项目 S201910536003S

湖南省重点研发计划项目 2018GK2054

详细信息
    作者简介:

    杨羽(1999-),男,本科生,研究方向信号检测与处理研究

    通讯作者:

    周晓萍(1973-),女,讲师,研究方向信号检测与处理。E-mail:zhouxiaoping1000@126.com

    唐立军(1963-),男,教授,博士生导师,研究方向为信号检测与处理研究。E-mail:tanglj@csust.edu.cn

  • 中图分类号: TN219

Leakage Source Detection Based on Thermal Imaging

  • 摘要: 针对屋面渗漏源难以检测的问题,研究了基于渗漏区域红外图像特征的灰度分段映射图像增强方法,提出了一种基于样板矩阵的图像快速识别技术,设计了一个屋面全自动渗漏源检测系统。在5 m×3 m屋面设置渗漏源形成多个渗漏区域,采用Mecanum轮小车搭载该系统对渗漏源进行检测,结果表明,该系统可以在89 s之内完成检测工作,总测试150个次渗漏点,漏测12个次渗漏点,识别准确率大于90%。该技术检测效率高、操作简单,配合相应载体可用于各类不明渗水源检测。
  • 图  1  灰度分段线性映射

    Figure  1.  Grayscale piecewise linear mapping

    图  2  样板矩阵和样板图像

    Figure  2.  Template matrix and template image

    图  3  渗漏区域红外图像

    Figure  3.  An infrared image of leakage area

    图  4  图像识别处理流程

    Figure  4.  Image recognition process

    图  5  搜寻轨迹

    Figure  5.  Search trajectory

    图  6  硬件系统组成结构图

    Figure  6.  Hardware system composition structure diagram

    图  7  系统软件流程

    Figure  7.  System software flow

    图  8  算法处理不同顺序结果对比图

    Figure  8.  Comparison of algorithm processing results in different sequences

    图  9  Mecanum轮实物图

    Figure  9.  Actual picture of Mecanum wheel

    图  10  具体运动分量

    Figure  10.  Specific motion components

    表  1  各种图像增强算法的峰值信噪比及其平均值

    Table  1.   Peak Signal to Noise Ratio of various image enhancement algorithms

    Nearest neighbor interpolate-on Bicubic interpolate-on Enhancement method in this
    paper
    Fan 34.8049 36.1934 36.7289
    Hand 33.6161 34.8478 35.2925
    Lenna 28.9225 30.1287 30.4744
    Cameraman 30.8624 32.311 32.6554
    Sponge 33.0744 35.191 36.3204
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    表  2  各种图像增强算法的峰值信噪比平均值

    Table  2.   Average values of PSNR of various image enhancement algorithms

    Nearest neighbor interpolation Bicubic interpolation Enhancement method in this
    paper
    Average peak SNR 32.25 33.73 34.29
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    表  3  算法处理先后顺序的区分差异

    Table  3.   Algorithm processing sequence difference

    PSNR SSIM
    Pseudo - color processing followed by interpolation amplification 19.9055 0.9399
    Grayscale interpolation and amplification followed by pseudo-color processing 23.3838 0.9805
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    表  4  不同算法处理红外识别问题的时间

    Table  4.   Time for different algorithms to deal with infrared recognition problems

    Hough transform Multi-angle infrared image
    target recognition method
    This paper
    proposes a fast
    recognition algorithm
    Accuracy/% 76.4 95.2 86.9
    The average
    time/ms
    214 127 32
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    表  5  系统测试结果-1个渗漏源

    Table  5.   System test results -1 leakage source

    Times Time -consuming /s Results
    1 70
    2 65
    3 74
    4 71
    5 73 ×
    6 78
    7 67
    8 64
    9 72
    10 63
    11 61
    12 81
    13 81
    14 61 ×
    15 68
    16 61
    17 78
    18 83
    19 81
    20 58
    21 64
    22 62
    23 67
    24 59
    25 68
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    表  6  系统测试结果-2个渗漏源

    Table  6.   System test results -2 leakage sources

    Times Time -
    consuming/s
    The source
    1 results
    The source
    2 results
    1 72
    2 76
    3 81
    4 75 ×
    5 74
    6 73
    7 68
    8 84
    9 72 ×
    10 71
    11 69
    12 76
    13 73
    14 67 ×
    15 81
    16 88 ×
    17 81
    18 73
    19 72
    20 71
    21 68
    22 67
    23 69
    24 62 ×
    25 66
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    表  7  系统测试结果-3个渗漏源

    Table  7.   System test results -3 leakage sources

    Times Time -
    consuming/s
    The source 1 results The source 2 results The source 3 results
    1 81
    2 82 ×
    3 89 ×
    4 75
    5 71
    6 65
    7 72
    8 73
    9 87
    10 81 ×
    11 59
    12 62
    13 76
    14 71
    15 69
    16 67
    17 81
    18 62
    19 69
    20 76
    21 77
    22 80 ×
    23 85
    24 74
    25 73 ×
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-05-26
  • 修回日期:  2021-08-06
  • 刊出日期:  2022-07-20

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