[发明专利]一种快速管道漏磁数据多尺度异常区域推荐系统及方法

权利要求书

1.一种快速管道漏磁数据多尺度异常区域推荐系统，其特征在于：包括输入输出模块、多尺度窗体划分模块、异常区域估计模块、边界精确模块；

所述输入输出模块用于输入漏磁信号和输出管道异常的目标位置区域，将漏磁信号输出至多尺度窗体划分模块；

所述多尺度窗体划分模块用于完成多尺度候选异常窗体的获取，并将异常窗体输出至异常区域估计模块；

所述异常区域估计模块用于估计异常区域位置，得到异常估计集合，并将该集合输出至边界精确模块；

所述边界精确模块用于对异常估计集合中每个窗体的边界进行详细刻画，得到异常推荐区域，将异常推荐区域进行合并后输出至输入输出模块；

所述一种快速管道漏磁数据多尺度异常区域推荐系统，用于实现一种快速管道漏磁数据多尺度异常区域推荐方法，包括如下步骤：

步骤1：获取一段管道的漏磁信号D，并将其进行多尺度窗体划分，划分为N个尺度层级L₁,L₂,...L_N，对N个尺度层级进行异常边缘提取，得到异常窗体集合W＝{W¹，W²，...，W^k，…W^N}；其中，为第k个尺度层级下窗体集合，b为第k个尺度层级包含的窗体数；

所述步骤1的具体步骤如下：

步骤1.1：对于一段管道漏磁信号D，将漏磁信号D的最小值和最大值之间划分N个尺度层级L₁,L₂,...L_N，则第k个尺度层级的数值大小为：

步骤1.2：对于尺度层级k，将该尺度层级的数值L_k与当前漏磁信号D做切片处理，得到二值矩阵D^k，即：

其中D_i,j是管道漏磁信号D中第i行、第j列的数据点；

步骤1.3：对二值矩阵D^k进行异常边缘提取；

步骤1.3.1：建立两个正交方向的模板：水平模板fx和竖直模板fy，即：fy＝[-1 1]；fx＝fy^T，fx表示fy的转置；

步骤1.3.2：利用上述的水平模板fx和竖直模板fy对二值矩阵D^k分别进行两个方向的滤波，得到滤波后的二值矩阵D^k,x和D^k,y；二值矩阵D^k的边缘矩阵为E^k：

步骤1.3.3：获取异常边缘，然后将异常边缘规则化形成矩形窗体，得到当前尺度层级异常窗体集合W^k；

步骤1.4：重复步骤1.1至步骤1.3，获得所有尺度层级的异常窗体集合W＝{W¹，W²，...，W^k，…W^N}；

步骤2：对步骤1得到的异常窗体集合进行异常区域估计，得到异常估计集合W″＝{W^1″，W^2″，...，W^k″，…W^N″}；

步骤2.1：将异常窗体集合中的窗体进行预处理，所述预处理为去除边界未闭合窗体，得到处理后异常窗体集合W′＝{W^1′，W^2′，...，W^k′，…W^N′}；

步骤2.2：对异常窗体集合W′进行得分估计；对于异常区域而言，有多个窗体套叠在一起，形成多个“回”字形，每一个窗体都对应一个度量窗体交叠程度的值S(W^k′)，遍历异常窗体集合W′，计算每一个窗体的窗体交叠程度值，将窗体交叠程度值等效为异常窗体的得分，公式如下：

其中，W^k′表示当前窗体，m为当前窗体内部包含的等高线窗体数目；分别表示第k个窗体内的窗体数目和第k个窗体外的窗体数目；

步骤2.3：异常区域的获取，选取出窗体的得分大于σ的窗体为异常窗体，其中0≤σ≤1，且判断同一尺度层级下是否存在并列窗体，若存在则将同一尺度层级下的并列窗体全部删除，得到异常估计集合W″＝{W^1″，W^2″，...，W^k″，…W^N″}；

步骤3：边界精确；根据步骤2中得到的异常估计集合W″＝{W^1″，W^2″，...，W^k″，…W^N″}，将W^k″中的所有窗体进行相邻窗体的面积比，遍历异常估计集合W″，去除面积比小于λ的窗体，其中0≤λ≤1，并选取当前集合内交叠窗体中最外围窗体作为异常推荐区域；

面积比的公式如下：

其中，为第k个尺度层级下第h-1窗体和第h窗体的面积比；||*||表示窗体面积，即窗体包含的数据点个数；分别代表第k个尺度层级下的第h-1窗体和第h窗体。