[发明专利]基于水流分割的石油钻井污染气体自动监测方法

说明书

本发明属于石油钻井污染气体自动监测技术领域，公开了一种基于水流分割的石油钻井污染气体自动监测方法，水流数据标注方法用于标注形态随时变化的水流数据，能够同时标注几百到一千帧数据，能节省大量的时间。水流分割算法用于分割出水流获得水流的形态信息，异常监测算法通过多元高斯实现，用于鉴别异常数据帧。通过基于水流分割的石油钻井污染气体自动监测算法，对石油钻井排水管道的水流进行分割进而根据分割结果检测污染气体是否符合排放标准，在污染气体不符合排放标准的时候能够实时预警，同时克服了人工观测存在的监督不到和水流传感器不能实时获得水流变化形态的问题，能够有效的节约人工成本，保护环境。

技术领域

本发明属于污染气体自动监测技术领域，尤其涉及一种基于水流分割的石油钻井污染气体自动监测方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：污染物的排放处理，关系环境、关系民生，是工业生产中必不可少的一环。在工业勘探和发掘过程中，除了地下有用资源外，也会带一些污染物，比如H₂S，污染气体会随着工业的排水管道到地面。H₂S气体是有毒有害的酸性气体，直接排放到空气中，对周遭环境造成影响。当污染气体的含量高于排放标准时需要对排放物进行处理。H₂S气体除了有毒有害之外还是一种无色无味的气体，能容于水。H₂S气体溶于水后生成的HSO₄也是无色的，因此要想通过观察水流的颜色变化检测是污染气体不可能的。在实际生产过程中，直接使用化学试剂检测，会耗费大量的化学试剂。同时要做到实时监测也存在很大的困难。另一方面污染气体水容量是有限的，因此当污染气体量大时整个环境中压强会增大，在排水管道口会出现水流喷射的现象。水流量越大喷射现象越明显，说明排水管道内部气压越大，污染气体含量越大。

目前都是通过摄像机采集视频数据，然后人工在后台实时监控排水管道水流变化情况的方式对污染气体进行监测。另一方面，工业生产过程中，往往是多个工作点同时工作，因此所需的监控的点会很多，这就需要耗费大量的人力资源，造成人力资源的浪费。同时人工长时间的观看监控视频会有视觉疲劳，和精力不集中的问题，就会带监管不到位的问题。目前是根据排水管道口水流的变化情况判断污染气体排放是否符合标准。目前在水流量的监测统计方面，主要是使用水流传感器。水流传感器可以获得一段时间内的水流量统计情况。其主要的原理在于传感器将对于水流量的感应转化为电信号，传往后台，后台根据传过的信号进行分析，解析出水流数据。其主要的功能是用于水流显示和流量累积计算。但是水流传感器一般是用在电热水器，太阳热能热水器，以及家用的水流统计表。在监测排水管道的水流变化情况时，水流存在突然喷射的情况，水流传感器获得的数据就可能是不准确的，同时由于受到水流的冲击，传感器的安装也是一个问题。因此水流传感器不能用判断污染气体排放是否符合标准。

综上所述，现有技术存在的问题是：在污染气体监测中，通过人工的方式存在人力资源浪费、成本高、视觉疲劳，以及现有的水流传感器不能满足实际需求的问题。

现有的基于视频的异常数据检测方法，大多都是在人体或者人群的异常行为方面，大多都是通过人体姿态、骨架、光流信息等来表示运动的变化。在实际中水流与人体的不同之处在于水流的形态是不固定的，因此难以通过光流等信息的变化来捕捉水流形态的变化，即现有的视频异常事件检测方法不适用于污染气体的监测。同时图像的背景复杂，涉及到不同的光照强度和背景物的变化，因此难以通过传统的图像算法来剪除背景。本发明则可以通过深度学习的方法来获取感兴趣的图像区域剪除背景。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于水流分割的石油钻井污染气体自动监测方法。

本发明是这样实现的，一种基于水流分割的石油钻井污染气体自动监测方法，所述基于水流分割的石油钻井污染气体自动监测方法包括以下步骤：

第一步，将mask与原始图像做与运算，将图像映射到HSV颜色表示空间，手动调整阈值获得批量的标注数据；