一种空预器的堵塞监测方法与流程

allin2026-09-25  24


本发明涉及图像处理。更具体地,本发明涉及一种空预器的堵塞监测方法。


背景技术:

1、空预器是热电厂和其他工业锅炉系统中重要的设备,用于提高锅炉进风的温度,从而提高燃烧效率和节能性能,但是由于空预器设备中的管片变形而产生的堵塞可能导致空预器的过热或过冷,影响其正常工作,甚至可能导致设备损坏,因此通过实时识别空预器设备中的管片形变区域,能够预防空预器的堵塞情况,当发现空预器设备中的管片变形区域时,通知工作人员及时采取措施,避免设备后续发生严重故障。

2、目前公开号为cn113870182a的专利申请文件公开了一种带掩膜的大津阈值化方法,首先确定掩膜个数及掩膜内渗透区域数量,根据原图像制作等大小模板,并在模板中的屏蔽区域和渗透区域分别填充灰度屏蔽因子和渗透因子;接着以图像和掩膜的hadamard乘积作为提取的目标区域;接着,计算目标区域中的最大类间方差,得到目标区域阈值化操作的阈值;最后,以得到的阈值进行阈值二值化处理。

3、空预器设备中的管片存在微小形变时,产生的形变区域的灰度变化不明显,并且形变区域的灰度存在随机性,因此上述方法中的大津阈值分割法无法精准的分割出形变区域,导致空预器的管片缺陷检测不准确,可能导致后续空预器产生堵塞。


技术实现思路

1、为解决空预器设备中的管片存在微小形变时所产生的形变区域的灰度变化不明显,使用大津阈值法无法精准的分割出形变区域的问题,本发明提出一种空预器的堵塞监测方法,该方法包括以下步骤:

2、采集管片图像;根据管片图像中每行像素点的灰度值,获取各个灰度变化曲线;获取各灰度变化曲线的周期对各灰度变化曲线进行分割,得到各灰度变化曲线的各个波段;获取管片图像中各像素点的波动差异量;代表管片图像中第i个像素点的波动差异量;代表第i个像素点与其所在的灰度变化曲线的其他波段对应位置的灰度值一致的波段数量;代表第i个像素点所在的灰度变化曲线的波段与除该波段之外的第j个波段的dtw距离;代表第i个像素点所在的灰度变化曲线的波段数量;代表第i个像素点的灰度值;代表第i个像素点所在的灰度变化曲线上的波段之外的第j个波段中的目标序号上对应的灰度值;||代表绝对值符号;获取各像素点的异常程度,所述异常程度为各像素点的波动差异量与其所在列的其他像素点的波动差异量的差值之和;

3、获取各像素点的形变度,所述形变度与各像素点的异常程度正相关;根据各像素点的形变度对各像素点的灰度值进行调整,获取增强管片图像;对增强管片图像进行阈值分割,识别形变区域。

4、本发明的创新性在于根据管片图像中管片发生形变后导致的每行像素点的灰度变化曲线发生变化的特征,获取各像素点的形变度对各像素点的灰度值进行调整,使得形变区域与正常区域的灰度值有明显的差异,最后使用大津阈值分割法对其进行分割后能得到准备的形变区域,防止后续空预器产生堵塞。

5、优选的,所述获取各个灰度变化曲线,包括:

6、以像素点的灰度值为纵轴、像素点的序号为横轴构建二维坐标系,以管片图像中任意一行像素点为例,将该行像素点按照从左到右的顺序输入二维坐标系中绘制出一个灰度变化曲线,得到若干个灰度变化曲线。

7、便于后续对灰度变化曲线的周期性进行分析,获取管片图像中各像素点的波动差异量。

8、优选的,所述获取各灰度变化曲线的周期对各灰度变化曲线进行分割,得到各灰度变化曲线的各个波段,包括:

9、以任意一个灰度变化曲线为例,对该灰度变化曲线进行傅里叶变换,将频域中幅值最大的频率的倒数作为周期,将该灰度变化曲线按照周期进行分割,得到该灰度变化曲线的各个波段。

10、优选的,所述像素点与其所在的灰度变化曲线的其他波段对应位置的灰度值一致的波动数量,包括:

11、将管片图像中第i个像素点所在的灰度变化曲线的波段中的序号,记为目标序号,将第i个像素点所在的灰度变化曲线上的波段之外的其他波段中的目标序号上对应的灰度值与第i个像素点的灰度值一致的波段数量,记为第i个像素点与其所在的灰度变化曲线的其他波段对应位置的灰度值一致的波段数量。

12、优选的,所述获取各像素点的异常程度,包括:

13、;

14、式中,代表管片图像中第i个像素点的异常程度;代表管片图像中第i个像素点的波动差异量;代表管片图像中第i个像素点所在列中除过第i个像素点之外的第个像素点的波动差异量;代表管片图像中第i个像素点所在列中除过第i个像素点之外的像素点数量;||代表绝对值符号。

15、将各像素点的波动差异量与其所在列中其他像素点的波动差异量的差值之和,作为各像素点的异常程度,考虑了发生形变的像素点比其所在列的其他正常像素点的波动差异量较大的特征,使得各像素点的异常程度更加准确。

16、优选的,所述获取各像素点的形变度,包括:

17、获取第i个像素点的每个参考行的目标位置;

18、;

19、式中,代表管片图像中第i个像素点的形变度;代表管片图像中第i个像素点的异常程度;代表管片图像中第i个像素点的所有参考行的数量;代表第i个像素点的第k个参考行中目标位置的左相邻像素点的异常程度;代表第i个像素点的第k个参考行中目标位置的右相邻像素点的异常程度。

20、形变度越大说明像素点越可能是形变区域,后续需要将其灰度值调大,便于与正常区域形成对比度。

21、优选的,所述获取第i个像素点的每个参考行的目标位置,包括:

22、将第i个像素点的所在行以及所在行的前1行以及后1行,均作为第i个像素点的参考行;将第i个像素点所在行中的位置,记为第i个像素点所在行的目标位置,根据第i个像素点所在行的目标位置,获取第i个像素点的每个参考行的目标位置。

23、优选的,所述获取增强管片图像,包括:

24、将管片区域中每个像素点的形变度与灰度值的乘积作为每个像素点的更新灰度值,得到增强管片图像。

25、得到的增强管片图像中的形变区域与正常区域的灰度值差异较大,后续能分割出精准的形变区域。

26、本发明具有以下有益效果:本发明根据管片图像中管片发生形变后导致的每行像素点的灰度变化曲线的周期性发生变化的特征,获取各像素点的波动差异值,接着根据各像素点的波动差异量与其所在列中其他像素点的波动差异量的差值之和,获取各像素点的异常程度,考虑了发生形变的像素点比其所在列的其他正常像素点的波动差异量较大的特征,使得各像素点的异常程度更加准确,最后根据异常程度获取各像素点的形变度对各像素点的灰度值进行调整,使得形变区域与正常区域的灰度值有明显的差异,最后使用大津阈值分割法对其进行分割后能得到准备的形变区域,防止后续空预器产生堵塞。



技术特征:

1.一种空预器的堵塞监测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种空预器的堵塞监测方法,其特征在于,所述获取各个灰度变化曲线,包括:

3.根据权利要求1所述的一种空预器的堵塞监测方法,其特征在于,所述获取各灰度变化曲线的周期对各灰度变化曲线进行分割,得到各灰度变化曲线的各个波段,包括:

4.根据权利要求1所述的一种空预器的堵塞监测方法,其特征在于,所述像素点与其所在的灰度变化曲线的其他波段对应位置的灰度值一致的波动数量,包括:

5.根据权利要求3所述的一种空预器的堵塞监测方法,其特征在于,所述获取各像素点的异常程度,包括:

6.根据权利要求1所述的一种空预器的堵塞监测方法,其特征在于,所述获取各像素点的形变度,包括:

7.根据权利要求6所述的一种空预器的堵塞监测方法,其特征在于,所述获取第i个像素点的每个参考行的目标位置,包括:

8.根据权利要求1所述的一种空预器的堵塞监测方法,其特征在于,所述获取增强管片图像,包括:


技术总结
本发明涉及图像处理技术领域,更具体地,本发明涉及一种空预器的堵塞监测方法,该方法包括:根据管片图像的每行像素点,获取若干个灰度变化曲线,根据管片图像中每个像素点所在的灰度变化曲线的周期性,获取管片图像中每个像素点的波动差异量;根据管片图像中每个像素点与其所在列的其他像素点之间的波动差异量的差值,获取管片图像中每个像素点的异常程度;根据管片图像中每个像素点的周围像素点之间的异常程度差值,获取管片图像中每个像素点的形变度;根据每个像素点的形变度对每个像素点的灰度值进行调整,得到增强管片图像,对增强管片图像进行分割,识别形变区域,本发明能准确地识别出形变区域,防止空预器发生堵塞。

技术研发人员:李为冬,张春强,张义强,王世刚
受保护的技术使用者:德清金烨电力科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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