CN103530864B - 一种环保烟尘无组织排放视频监测黑度分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种环保烟尘无组织排放视频监测黑度分析系统，包括：在线实时视频模块：通过浏览器提供各个监控点的实时监控视频，定时截取画面、录制视频，并将相关信息存储进数据库及服务器；林格曼黑度分析模块：对各监控画面同时进行实时林格曼黑度分析，首先对视频监控画面进行实时截图；利用小波去噪算法处理画面截图，消除图像获取及传输过程中引入的高斯噪声；然后标定图像中的烟囱区域和背景区域，计算这些区域像素的灰度平均值；得到修正后的灰度值，将灰度值转化为林格曼黑度值。结果展示模块：提供查询。本发明基于B/S架构的系统结构，部署和使用非常方便，监测结果准确性得到进一步提高；用户的操作使用更为方便。
Description
技术领域
本发明涉及环保视频监测领域，具体地说，涉及的是一种环保烟尘无组织排放视频监测黑度分析系统，能够广泛应用于环保部门和企业烟尘无组织排放的黑度分析监测中。
背景技术
林格曼黑度：林格曼是反映锅炉烟尘黑度（浓度）的一项指标，是用视觉方法对烟气黑度进行评价的一种方法。共分为六级，分别是：0、1、2、3、4、5级。其中，5级为污染最严重。而锅炉烟尘是环保监测的重要对象，所以林格曼黑度成为环保烟尘监测中的一个常用的重要参数。
目前，常用的林格曼黑度观测方法主要有：林格曼烟气浓度图、测烟望远镜、光电测烟仪等。随着视频监控技术和图像处理技术的发展，目前已有企业开发出林格曼黑度分析系统。
在现有技术中，林格曼烟气浓度图、测烟望远镜、光电测烟仪等方法都需要人工去做判读，所测结果的准确性过分依赖于观测人员的水平，受主观因素影响较大，而且每个人只能同时观测一个烟囱，效率较低。而现有的全自动黑度分析系统，均采用了C/S架构的软件部署方式，这种方案具有以下问题：用户使用需安装客户端，不方便部署安装；显示方式单调，没有必要的分析展示模块；没有历史视频存储功能，无法查证历史记录。
针对上述现有技术中的缺陷，本发明要解决的技术问题是：提供一个全天候、全自动的林格曼黑度分析系统；系统采用B/S架构，方便部署和升级，用户只需在浏览器中输入IP地址便可以登录系统；采用科学的算法，得到准确的结果；提供多种结果展示方式，包括林格曼黑度值、林格曼黑度曲线等；提供历史图片查询和视频回放功能，方便工作人员查证时调看历史记录。
经检索，申请号：CN201020178573.0的中国专利，该实用新型提供了一种 黑度检测装置及黑度检测分析系统：“所述装置包括：与图像采集单元连接，对图像采集装置采集到的视频图像进行黑度分析的黑度分析单元；与黑度分析单元连接，对黑度分析单元进行黑度分析处理后的视频图像进行编码的编码单元；与编码单元连接，将编码单元编码后的视频图像传送到远端监控机的网络接口。在本发明中，黑度分析单元与图像采集单元连接，对图像采集装置采集到的视频图像进行黑度分析；编码单元与黑度分析单元连接，对黑度分析处理后的视频图像进行编码；网络接口与编码单元连接，将编码后的视频图像传送到监控主机，实现黑度检测的自动化，克服了人为检测的主观性的缺陷。”
该系统采用的是C/S架构，且仅仅显示林格曼黑度分析的值，功能不能满足实际需要。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供一种环保烟尘无组织排放视频监测黑度分析系统，该系统采用的是B/S架构，系统部署更为简单方便，用户使用仅需通过浏览器输入IP地址，然后登陆即可。同时，本系统提供了在线监控、林格曼黑度值、林格曼黑度曲线、历史图片、历史视频等多种展示方式。
为实现上述的目的，本发明采用了以下技术方案：
本发明提供一种环保烟尘无组织排放视频监测黑度分析系统，所述系统采用采用了B/S架构，主要包括以下几个模块：
在线实时视频模块：通过浏览器提供各个监控点的实时监控视频，定时截取画面、录制视频，并将相关信息存储进数据库及服务器；
林格曼黑度分析模块：对各监控画面同时进行实时林格曼黑度分析，首先对视频监控画面进行实时截图；利用小波去噪算法处理画面截图，消除图像获取及传输过程中引入的高斯噪声；然后标定图像中的烟囱区域和背景区域，计算这些区域像素的灰度平均值；将背景区域的平均灰度值乘以一个权值，然后与烟囱区域平均灰度值相加，得到修正后的灰度值，权值的大小与背景区域的平均灰度值成正比；将灰度值转化为林格曼黑度值；
结果展示模块：将实时视频模块及林格曼黑度分析模块保存的视频、图片、林格曼值等数据展示出来，提供在线视频监测、林格曼黑度值、林格曼黑度曲线、 历史图片、历史视频等多种展示方式，方便工作人员查询。
通过采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：基于B/S架构的系统结构，部署和使用非常方便，用户只需在浏览器中输入IP地址便可以访问和操作系统；通过对算法的改进和优化，使得监测结果准确性得到进一步提高，在阴天等天气仍能得到正确的结果；在线视频监测、林格曼黑度值、林格曼曲线、历史图片、历史视频等多样化的展示手段，使得用户的操作使用更为方便。
附图说明
图1为本发明实施例系统结构图；
图2为本发明实施例监控界面图；
图3为本发明实施例在线视频检测界面图；
图4为本发明实施例林格曼黑度信息查询界面图；
图5为本发明实施例林格曼黑度曲线界面图；
图6为本发明实施例历史视频回放界面图；
图7为本发明实施例历史图片查询界面图。
具体实施方式
以下结合附图和实施实例对本发明的技术方案作进一步的解释，但是以下的内容不用于限定本发明的保护范围。
本实施例提供一种环保烟尘无组织排放视频监测黑度分析系统，所述系统采用采用了B/S架构，包括：
在线实时视频模块：通过浏览器提供各个监控点的实时监控视频，定时截取画面、录制视频，并将相关信息存储进数据库。
林格曼黑度分析模块：实时对监控画面进行林格曼黑度分析，为了提高准确度，加入了图像滤波预处理、针对天空背景明暗变化的补偿等过程，同时对林格曼黑度计算算法做了优化和改进。具体处理过程如下：
1.对视频监控画面进行实时截图；
2.利用小波去噪算法处理画面截图，消除图像获取及传输过程中引入的高斯噪声；
3.标定图像中的烟囱区域和背景区域，计算这些区域像素的灰度平均值；
4.将背景区域的平均灰度值乘以一个权值，然后与烟囱区域平均灰度值相加，得到修正后的灰度值，权值的大小与背景区域的平均灰度值成正比，
具体需要通过实际画面做实验对比确定；
5.将灰度值转化为林格曼黑度值，其中，0-25为5级，26-76为4级，77-107为3级，108-178为2级，179-229为1级，229-255为-级。
结果展示模块：本模块主要功能是将实时视频模块及林格曼黑度分析模块保存的视频、图片、林格曼值等数据展示出来。其中，视频、图片保存在服务器硬盘上，林格曼值及其相关信息存储在服务器数据库上。通过IIS发布、远程数据库访问等方式，将这些信息共享出来。首先，用户在Web页面上输入查询信息；然后，后台服务从服务器下载视频、图片，或从数据库读取林格曼值；接着，根据用户选定的显示方式，利用Silverlight技术直接显示在线视频、图片、林格曼值或画出林格曼值变化曲线。多种多样的展示方式，极大的方便了工作人员的查询及分析工作。
实施例1：宝钢股份不锈钢环保视频监控系统。
系统结构如图1所示，在宝钢股份不锈钢事业部共设置了5个视频监控点，通过网络与服务器相连。软件部署采用B/S架构，服务器端主要完成获取视频流数据，录制监控视频，定时截取监控画面，林格曼黑度分析，林格曼值存储等功能。其具体工作流程如下：
首先，网络监控摄像机将采集的视频信号发回编码器；
然后，服务器主机实时从编码器中读取视频信号，并进行定时截图、视频录像，数据存储到服务器磁盘阵列中；同时，林格曼黑度分析程序启动，并全天候的对视频画面进行林格曼黑度分析，并将结果保存到数据库中；
客户端通过浏览器访问，系统为用户提供在线视频、在线图片实时监测、视频历史回放、四分屏、报警信息五个功能模块；用户只需在浏览器中输入IP地址，访问相应的网页即可访问系统；用户可根据需要，点击进入相应的模块完成在线监控、查看林格曼黑度值、查看历史信息的操作。
用户登陆后，进入如图2所示系统主界面，用户可根据需要点击进入相应界 面。其中，图3为在线视频检测画面，界面左上方为站点选择框，用户根据需要选择所需观看的站点，左下方为当前画面各烟囱的实时林格曼黑度值，右方为实时画面。图4为林格曼黑度信息查询画面，输入查询时间、查询站点后，会显示历史截图、林格曼黑度值、超标状态等信息。图5为林格曼黑度曲线界面，选定时间、站点后，自动绘制该时间段内的林格曼变化曲线，便于对其变化规律进行分析；图6为历史视频回放界面，用于调看历史视频；图7为历史图片查询界面，用于调看历史图片。
本系统采用的是B/S架构，系统部署更为简单方便，用户使用仅需通过浏览器输入IP地址，然后登陆即可。同时，本系统提供了在线监控、林格曼黑度值、林格曼黑度曲线、历史图片、历史视频等多种展示方式，方便查询。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (4)
1.一种环保烟尘无组织排放视频监测黑度分析系统，其特征在于：所述系统采用了B/S架构，包括以下模块：
在线实时视频模块：通过浏览器提供各个监控点的实时监控视频，定时截取画面、录制视频，并将截取的图片、录制的视频存储进数据库及服务器；
林格曼黑度分析模块：对各监控画面同时进行实时林格曼黑度分析，首先对视频监控画面进行实时截图；利用小波去噪算法处理画面截图，消除图像获取及传输过程中引入的高斯噪声；然后标定图像中的烟囱区域和背景区域，计算这些区域像素的灰度平均值；将背景区域的平均灰度值乘以一个权值，然后与烟囱区域平均灰度值相加，得到修正后的灰度值，权值的大小与背景区域的平均灰度值成正比；将灰度值转化为林格曼黑度值；
结果展示模块：将实时视频模块及林格曼黑度分析模块保存的视频、图片、林格曼值数据展示出来，提供在线视频监测、林格曼黑度值、林格曼黑度曲线、历史图片、历史视频多种展示方式，方便工作人员查询。
2.根据权利要求1所述的环保烟尘无组织排放视频监测黑度分析系统，其特征在于：所述林格曼黑度分析模块中将灰度值转化为林格曼黑度值，其中，0-25为5级，26-76为4级，77-107为3级，108-178为2级，179-229为1级，229-255为-级。
3.根据权利要求1或2所述的环保烟尘无组织排放视频监测黑度分析系统，其特征在于：所述结果展示模块，其中：视频、图片保存在服务器硬盘上，林格曼值存储在服务器数据库上，通过IIS发布、远程数据库访问方式，将林格曼值信息共享出来。
4.根据权利要求3所述的环保烟尘无组织排放视频监测黑度分析系统，其特征在于：所述结果展示模块，在用户在Web页面上输入查询信息后，后台服务从服务器下载视频、图片，或从数据库读取林格曼值；接着，根据用户选定的显示方式，利用Silverlight技术直接显示在线视频、图片、林格曼值或画出林格曼值变化曲线。
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