一种油罐火情检测系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种油罐火情检测系统及方法，包括至少一个前端采集单元、监控中心和报警?？?，每个前端采集单元包括设置于油罐周围多个监测点的多个热敏传感装置、视频编码器和视频服务器，热敏传感装置通过视频编码器与视频服务器连接，视频服务器通过通讯网络与监控中心通讯连接，报警?？橛爰嗫刂行南嗔?，用于火情发生时报警提示；本发明中通过热敏传感装置探测图像数据，通过视频编码?？槎酝枷裥畔⒔惺悠当嗦?，再运用视频服务器将视频信号传输到监控中心，监控中心将油罐火情报警信号传送至报警?？榻斜ň?，实现对油罐的防火监控。本发明可以实现对油罐火情的预警、快速识别和准确定位。
【专利说明】一种油罐火情检测系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及火情检测系统，尤其涉及一种油罐火情检测系统及方法。
【背景技术】
[0002] 石油化学工业在国民经济建设中占有十分重要的地位，石化产品几乎渗透到国民 经济与社会生活的每一个领域，石油化学工业的特点是易燃易爆、有毒、腐蚀性物质多，易 形成爆炸性混合物，发生事故容易形成连锁性反应，这些特点决定了其所固有的火灾爆炸 危险性。油罐区是石油库的核心与主体，主要用于接收、储存和输转成品油，由于油属于易 燃易爆物品，石油库的破坏性事故大多数是油罐发生爆炸火灾事故，且油罐愈大愈难扑救， 造成的损失愈大，因此做好油罐的防火具有十分重要的意义。
[0003] 目前国内油罐区的防火措施主要是采用建造防火堤、进行防火巡查、安装火灾报 警装置等措施，实时性差、维护成本高、且无法实现火情预警和对火点的准确定位。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可对火情进行预警、快速识别、 准确定位的一种油罐火情检测系统及方法。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 一种油罐火情检测系统，包括至少一个前端采集单元、监控中心和报警?？?，每个前 端采集单元包括设置于油罐周围多个监测点的多个热敏传感装置、视频编码器和视频服务 器，热敏传感装置通过视频编码器与视频服务器连接，视频服务器通过通讯网络与监控中 心通讯连接，报警?？橛爰嗫刂行南嗔?，用于火情发生时报警提示。
[0006] 所述的热敏传感装置包括探测器、读出电路、图像处理芯片和外部存储器；其中， 图像处理芯片通过控制接口与读出电路连接，外部存储器通过内部数据总线与图像处理芯 片连接，图像处理芯片通过电源接口与供电系统连接，图像处理芯片通过视频接口与视频 服务器连接，读出电路与探测器相连。
[0007] 所述的探测器为红外热像探测仪。
[0008] 所述图像处理芯片中包括非均匀校正?？?、盲元校正?？?、图像滤波去噪?？?、图 像细节增强?？?、伪彩变换?？?、模数转换?？?、低噪声电源?？楹徒涌谑毙蚩刂颇？?； 所述非均匀校正?？?，通过两点法与二元非线性校正法对红外热图像进行校正，得到 校正后的图像； 所述盲元校正?？?，通过采用盲元补偿算法，根据相邻像素或前后帧图像的响应相关 性对盲元位置的信息进行预测和替代； 所述图像滤波去噪?？?，通过快速中值滤波和带阈值的均值滤波对红外热图像进行去 噪处理，得到去噪后图像； 所述图像细节增强?？?，通过采用双阈值映射、双阈值自适应增强算法和边缘增强算 法，对原始图像的直方图进行处理，实现对图像的增强功能； 所述模数转换?？?，通过采用流水线ADC的设计架构，实现大阵列的模拟输出高速模 数转换； 所述低噪声电源?？?，通过采用集成Boost控制电路，为探测器提供较高偏置电压，实 现红外探测器的1?响应率； 所述接口时序控制?？?，通过采用计数分频的方法正确产生三路时序信号。
[0009] 所述热敏传感装置通过晶圆级多组件封装技术进行封装。
[0010] 一种油罐火情检测方法，包括如下步骤： 51. 将前端采集单元设置在油罐区，将多个热敏传感装置分别安装在油罐的各个测量 点上； 52. 热敏传感装置对视野范围内的油罐探测成像并对图像进行处理，将处理后的图像 信息传送至视频编码?？?； 53. 视频编码?？槎越邮盏降耐枷裥畔⒔惺悠当嗦?，得到高质量的视频信号，通过标 准视频接口输出到视频服务器上； 54. 视频服务器通过通讯网络将视频信号传输到监控中心； 55. 有火情发生时，监控中心将油罐火情报警信号传送至报警?？榻斜ň?。
[0011] 所述热敏传感装置对图像进行处理的方法，包含如下步骤： 521. 图像处理芯片为探测器提供所需要的各种控制时序信号、电源和偏压； 522. 探测器对视野范围内的油罐探测成像，并将图像数据传给图像处理芯片； 523. 图像处理芯片对探测到的油罐及其周围的红外热图像进行包括非均匀校正、盲 元校正、图像滤波去噪、图像细节增强、伪彩变换的功能处理； 524. 图像处理芯片对处理后的红热外图像数据进行模数转换； 525. 图像处理芯片将处理后的图像信息经视频接口传送至视频编码?？?。
[0012] 所述图像处理芯片，通过采用计数分频的方法实现正确产生三路时序信号，并通 过采用集成Boost控制电路，为探测器提供较高偏置电压，实现红外探测器的高响应率； 所述非均匀校正，通过两点法与二元非线性校正法实现对红外热图像的校正，得到校 正后的图像； 所述盲元校正，通过采用盲元补偿算法，根据相邻像素或前后帧图像的响应相关性对 盲元位置的信息进行预测和替代； 所述图像滤波去噪，通过快速中值滤波和带阈值的均值滤波实现对红外热图像的去噪 处理，得到去噪后图像； 所述图像细节增强，通过采用双阈值映射、双阈值自适应增强算法和边缘增强算法，对 原始图像的直方图进行处理，实现对图像的增强功能； 所述图像处理芯片，采用流水线ADC的设计架构，实现大阵列的模拟输出高速模数转 换。
[0013] 本发明的有益效果是：通过采集油罐区的红外热图像，可以对环境温度的异常情 况立即作出反映，排除潜在故障，并对火情进行快速识别，精确定位火情的位置，节省时间， 减少经济损失，结构简单，体积小巧，功耗低，温度稳定性好，简单易用。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本发明一种油罐火情检测系统的结构示意图； 图2为热敏传感装置内部结构示意图； 图3为本发明一种油罐火情检测流程图。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的?；し段Р痪窒抻?以下所述。
[0016] 如图1所示，一种油罐火情检测系统，包括至少一个前端采集单元、监控中心和报 警?？?，每个前端采集单元包括设置于油罐周围多个监测点的多个热敏传感装置、视频编 码器和视频服务器，热敏传感装置通过视频编码器与视频服务器连接，视频服务器通过通 讯网络与监控中心通讯连接，报警?？橛爰嗫刂行南嗔?，用于火情发生时报警提示。
[0017] 如图2所示，热敏传感装置包括探测器、读出电路、图像处理芯片和外部存储器， 其中，图像处理芯片通过控制接口与读出电路连接，外部存储器通过内部数据总线与图像 处理芯片连接，图像处理芯片通过电源接口与供电系统连接，图像处理芯片通过视频接口 与视频服务器连接，读出电路与探测器相连； 所述图像处理芯片中包括非均匀校正?？?、盲元校正?？?、图像滤波去噪?？?、图像细 节增强?？?、伪彩变换?？?、模数转换?？?、低噪声电源?？楹徒涌谑毙蚩刂颇？?；所述非 均匀校正?？?，通过两点法与二元非线性校正法对红外热图像进行校正，得到校正后的图 像； 所述盲元校正?？?，通过采用盲元补偿算法，根据相邻像素或前后帧图像的响应相关 性对盲元位置的信息进行预测和替代；所述图像滤波去噪?？?，通过快速中值滤波和带阈 值的均值滤波对红外热图像进行去噪处理，得到去噪后图像；所述图像细节增强?？?，通过 采用双阈值映射、双阈值自适应增强算法和边缘增强算法，对原始图像的直方图进行处理， 实现对图像的增强功能；所述模数转换?？?，通过采用流水线ADC的设计架构，实现大阵列 的模拟输出高速模数转换；所述低噪声电源?？?，通过采用集成Boost控制电路，为探测器 提供较高偏置电压，实现红外探测器的高响应率；所述接口时序控制?？?，通过采用计数 分频的方法正确产生三路时序信号。
[0018] 如图3所示，一种油罐火情检测方法，包括如下步骤： 51. 将前端采集单元设置在油罐区，将多个热敏传感装置分别安装在油罐区的各个测 量点上； 52. 热敏传感装置对视野范围内的油罐探测成像并对图像进行处理，将处理后的图像 信息传送至视频编码?？?； 53. 视频编码?？槎越邮盏降耐枷裥畔⒔惺悠当嗦?，得到高质量的视频信号，通过标 准视频接口输出到视频服务器上； 54. 视频服务器通过通讯网络将视频信号传输到监控中心； 55. 有火情发生时，监控中心将油罐火情报警信号传送至报警?？榻斜ň?。
[0019] 所述热敏传感装置对图像进行处理的方法，包含如下步骤： 521. 图像处理芯片为探测器提供所需要的各种控制时序信号、电源和偏压； 522. 探测器对视野范围内的油罐探测成像，并将图像数据传给图像处理芯片； 523. 图像处理芯片对探测到的油罐及其周围的红外热图像进行包括非均匀校正、盲 元校正、图像滤波去噪、图像细节增强、伪彩变换的功能处理； 524. 图像处理芯片对处理后的红热外图像数据进行模数转换； 525. 图像处理芯片将处理后的图像信息经视频接口传送至视频编码?？?。
[0020] 所述图像处理芯片，通过采用计数分频的方法实现正确产生三路时序信号；所述 图像处理芯片，通过采用集成Boost控制电路，为探测器提供较高偏置电压，实现红外探测 器的高响应率；所述图像处理芯片，通过采用流水线ADC的设计架构，实现大阵列的模拟 输出高速模数转换；所述非均匀校正功能，通过两点法与二元非线性校正法实现对红外 热图像的校正，得到校正后的图像；所述盲元校正功能，通过采用盲元补偿算法，根据相邻 像素或前后帧图像的响应相关性对盲元位置的信息进行预测和替代；所述图像滤波去噪功 能，通过快速中值滤波和带阈值的均值滤波实现对红外热图像的去噪处理，得到去噪后图 像；所述图像细节增强功能，通过采用双阈值映射、双阈值自适应增强算法和边缘增强算 法，对原始图像的直方图进行处理，实现对图像的增强功能。
[0021] 本实施例中，所述探测器为红外热像探测仪，所述热敏传感装置通过晶圆级多组 件封装技术进行封装。
【权利要求】
1. 一种油罐火情检测系统，其特征在于：包括至少一个前端采集单元、监控中心和报 警?？?，每个前端采集单元包括设置于油罐周围多个监测点的多个热敏传感装置、视频编 码器和视频服务器，热敏传感装置通过视频编码器与视频服务器连接，视频服务器通过通 讯网络与监控中心通讯连接，报警?？橛爰嗫刂行南嗔?，用于火情发生时报警提示。
2. 根据权利要求1所述的一种油罐火情检测系统，其特征在于：所述的热敏传感装置 包括探测器、读出电路、图像处理芯片和外部存储器，其中，图像处理芯片通过控制接口与 读出电路连接，外部存储器通过内部数据总线与图像处理芯片连接，图像处理芯片通过电 源接口与供电系统连接，图像处理芯片通过视频接口与视频服务器连接，读出电路与探测 器相连。
3. 根据权利要求2所述的一种油罐火情检测系统，其特征在于：所述的探测器为红外 热像探测仪。
4. 根据权利要求2所述的一种油罐火情检测系统，其特征在于：所述图像处理芯片中 包括非均匀校正?？?、盲元校正?？?、图像滤波去噪?？?、图像细节增强?？?、伪彩变换模 块、模数转换?？?、低噪声电源?？楹徒涌谑毙蚩刂颇？?； 所述非均匀校正?？?，通过两点法与二元非线性校正法对红外热图像进行校正，得到 校正后的图像； 所述盲元校正?？?，通过采用盲元补偿算法，根据相邻像素、前后帧图像的响应相关性 对盲元位置的信息进行预测和替代； 所述图像滤波去噪?？?，通过快速中值滤波和带阈值的均值滤波对红外热图像进行去 噪处理，得到去噪后图像； 所述图像细节增强?？?，通过采用双阈值映射、双阈值自适应增强算法和边缘增强算 法，对原始图像的直方图进行处理，实现对图像的增强功能； 所述模数转换?？?，通过采用流水线ADC的设计架构，实现大阵列的模拟输出高速模 数转换； 所述低噪声电源?？?，通过采用集成Boost控制电路，为探测器提供较高偏置电压，实 现红外探测器的1?响应率； 所述接口时序控制?？?，通过采用计数分频的方法正确产生三路时序信号。
5. 根据权利要求2所述的一种油罐火情检测系统，其特征在于：所述热敏传感装置通 过晶圆级多组件封装技术进行封装。
6. -种油罐火情检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
51. 将前端采集单元设置在油罐区，将多个热敏传感装置分别安装在油罐的各个测量 点上；
52. 热敏传感装置对视野范围内的油罐探测成像并对图像进行处理，将处理后的图像 信息传送至视频编码?？?；
53. 视频编码?？槎越邮盏降耐枷裥畔⒔惺悠当嗦?，得到高质量的视频信号，通过标 准视频接口输出到视频服务器上；
54. 视频服务器通过通讯网络将视频信号传输到监控中心；
55. 有火情发生时，监控中心将油罐火情报警信号传送至报警?？榻斜ň?。
7. 根据权利要求6所述的一种油罐火情检测方法，其特征在于：所述热敏传感装置对 图像进行处理的方法，包含如下步骤：
521. 图像处理芯片为探测器提供所需要的各种控制时序信号、电源和偏压；
522. 探测器对视野范围内的油罐探测成像，并将图像数据传给图像处理芯片；
523. 图像处理芯片对探测到的油罐及其周围的红外热图像进行包括非均匀校正、盲 元校正、图像滤波去噪、图像细节增强、伪彩变换的功能处理；
524. 图像处理芯片对处理后的红热外图像数据进行模数转换；
525. 图像处理芯片将处理后的图像信息经视频接口传送至视频编码?？?； 所述图像处理芯片，通过采用计数分频的方法实现正确产生三路时序信号，以及通过 采用集成Boost控制电路，为探测器提供较高偏置电压，实现红外探测器的高响应率； 所述非均匀校正，通过两点法与二元非线性校正法实现对红外热图像的校正，得到校 正后的图像； 所述盲元校正，通过采用盲元补偿算法，根据相邻像素或前后帧图像的响应相关性对 盲元位置的信息进行预测和替代； 所述图像滤波去噪，通过快速中值滤波和带阈值的均值滤波实现对红外热图像的去噪 处理，得到去噪后图像； 所述图像细节增强，通过采用双阈值映射、双阈值自适应增强算法和边缘增强算法，对 原始图像的直方图进行处理，实现对图像的增强功能； 所述图像处理芯片，采用流水线ADC的设计架构，实现大阵列的模拟输出高速模数转 换。
【文档编号】G08B17/06GK104091405SQ201410354981
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】曾衡东, 吴海宁, 殷刚 申请人:成都市晶林科技有限公司