一种基于声学成像的气体泄漏报警方法及装置与流程

1.本发明涉及声学成像技术领域，尤其涉及一种基于声学成像的气体泄漏报警方法及装置。


背景技术：

2.随着电子技术的飞速发展，越来越多的气体报警系统也向智能化发展，大部分的气体运输装置，比如气体管道，当存在气体泄漏时，通常都会有对应的方法针对不同的气体泄露类型进行检测，让对应的工作人员能够及时的对气体泄露进行处理。
3.但传统的气体泄露检测方法，存在一些缺陷，比如气体泄漏时可能本身就存在气体流动的声音或环境噪声，可能会影响气体泄漏的判断；可能会影响气体泄漏的判断，比如在检测到泄漏时，可能因为气体管道内错综复杂，并不能第一时间将泄漏地点明显的通知到对应的工作人员。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种基于声学成像的气体泄漏报警方法及装置。
5.本发明实施例提供一种基于声学成像的气体泄漏报警方法，包括：接收预设的麦克风模块采集的待检测区域的音频数据，及预设的摄像模块采集的待检测区域的视频数据；根据所述音频数据，计算所述待检测区域的本底噪声值，并获取所述待检测区域预设的固定声压阈值，通过所述固定声压阈值及本底噪声值计算得到待检测区域的相对声压压强阈值；获取所述音频数据中在当前帧中的最大声压强度，并结合所述视频数据在当前帧的图像数据，确定所述最大声压强度的声压来源在所述图像数据中的坐标；判断所述最大声压强度是否大于所述相对声压压强阈值，当所述最大声压强度大于所述相对声压压强阈值，且检测到在所述音频数据中，最大声压强度大于所述相对声压压强阈值的超标时长超过预设报警时长时，检测在所述超标时长内，所述声压来源的坐标是否始终在图像数据的预设范围内；当所述声压来源的坐标始终在所述图像数据的预设范围内时，根据所述超标时长、声压来源的坐标、最大声压强度，结合所述图像数据，生成对应的图像报警信息，并将所述图像报警信息发送至绑定终端。
6.在其中一个实施例中，所述方法还包括：当在所述超标时长内，所述声压来源的坐标出现在所述图像数据的预设范围内和预设范围外时，检测所述预设范围外的声压来源的坐标是否与预设范围内的声压来源的坐标存在坐标邻近的关系；当所述预设范围外的声压来源的坐标与预设范围内的声压来源的坐标不存在坐
标邻近的关系，则根据预设范围内的声压来源的坐标与预设范围外的声压来源的坐标将所述待检测区域划分为多块区域，分别接收多块区域对应的音频数据及视频数据。
7.在其中一个实施例中，所述方法还包括：获取预设的像素点数量，检测所述声压来源的坐标对应的像素点数量是否小于预设的像素点数量。
8.在其中一个实施例中，所述方法还包括：获取所述待检测区域的一般声压强度，根据所述一般声压强度及最大声压强度估算气体泄漏速度，并根据所述气体泄漏速度及超标时长估算气体泄漏量；所述根据所述超标时长、声压来源的坐标、最大声压强度，结合所述图像数据，生成对应的图像报警信息，包括：根据所述超标时长、声压来源的坐标、最大声压强度、气体泄漏速度、气体泄漏量，结合所述图像数据，生成对应的图像报警信息。
9.在其中一个实施例中，所述方法还包括：计算所述音频数据对应的时间段内的均方根为本底噪声值；或，选取所述音频数据对应的时间段内的中位数为本底噪声值；或，选取所述音频数据中的固定值为本底噪声值。
10.本发明实施例提供一种基于声学成像的气体泄漏报警装置，包括：接收模块，用于接收预设的麦克风模块采集的待检测区域的音频数据，及预设的摄像模块采集的待检测区域的视频数据；计算模块，用于根据所述音频数据，计算所述待检测区域的本底噪声值，并获取所述待检测区域预设的固定声压阈值，通过所述固定声压阈值及本底噪声值计算得到待检测区域的相对声压压强阈值；获取模块，用于获取所述音频数据中在当前帧中的最大声压强度，并结合所述视频数据在当前帧的图像数据，确定所述最大声压强度的声压来源在所述图像数据中的坐标；判断模块，用于判断所述最大声压强度是否大于所述相对声压压强阈值，当所述最大声压强度大于所述相对声压压强阈值，且检测到在所述音频数据中，最大声压强度大于所述相对声压压强阈值的超标时长超过预设报警时长时，检测在所述超标时长内，所述声压来源的坐标是否始终在图像数据的预设范围内；报警模块，用于当所述声压来源的坐标始终在所述图像数据的预设范围内时，根据所述超标时长、声压来源的坐标、最大声压强度，结合所述图像数据，生成对应的图像报警信息，并将所述图像报警信息发送至绑定终端。
11.在其中一个实施例中，所述装置还包括：检测模块，用于当在所述超标时长内，所述声压来源的坐标出现在所述图像数据的预设范围内和预设范围外时，检测所述预设范围外的声压来源的坐标是否与预设范围内的声压来源的坐标存在坐标邻近的关系；划分模块，用于当所述预设范围外的声压来源的坐标与预设范围内的声压来源的坐标不存在坐标邻近的关系，则根据预设范围内的声压来源的坐标与预设范围外的声压来源的坐标将所述待检测区域划分为多块区域，分别接收多块区域对应的音频数据及视频数
据。
12.在其中一个实施例中，所述装置还包括：第二获取模块，用于获取预设的像素点数量，检测所述声压来源的坐标对应的像素点数量是否小于预设的像素点数量。
13.本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述基于声学成像的气体泄漏报警方法的步骤。
14.本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述基于声学成像的气体泄漏报警方法的步骤。
15.本发明实施例提供的一种基于声学成像的气体泄漏报警方法及装置，接收预设的麦克风模块采集的待检测区域的音频数据，及预设的摄像模块采集的待检测区域的视频数据；根据音频数据，计算待检测区域的本底噪声值，并获取待检测区域预设的固定声压阈值，通过固定声压阈值及本底噪声值计算得到待检测区域的相对声压压强阈值；获取音频数据中在当前帧中的最大声压强度，并结合视频数据在当前帧的图像数据，确定最大声压强度的声压来源在图像数据中的坐标；判断最大声压强度是否大于相对声压压强阈值，当最大声压强度大于相对声压压强阈值，且检测到在音频数据中，最大声压强度大于相对声压压强阈值的超标时长超过预设报警时长时，检测在超标时长内，声压来源的坐标是否始终在图像数据的预设范围内；当声压来源的坐标始终在图像数据的预设范围内时，根据超标时长、声压来源的坐标、最大声压强度，结合图像数据，生成对应的图像报警信息，并将图像报警信息发送至绑定终端。这样能够在气体泄露检测时，可以通过拾取泄露位置的声音，判断声源位置并结合图像进行展示呈现，方便人员通过简单的操作方式确定气体泄漏点，同时，由于现在环境因素的复杂不确定性，检测环境中会存在一定的噪声，这使得在检测气体泄露场景下由于噪声等的影响不能准确的判断出是否有真实泄露产生，本方法可以在考虑环境本底噪声影响下判断出某个位置是否发生稳定的气体泄漏，对泄露位置进行持续时间、稳定声源位置检测，生成准确的气体泄露报警警告，并且进一步对此稳定的气体泄漏报警源进行泄露量、泄露速度的估量计算等，最终呈现于图像画面中，供人员准确获取信息。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例中一种基于声学成像的气体泄漏报警方法的流程图；图2为本发明实施例中一种基于声学成像的气体泄漏报警装置的结构图；图3为本发明实施例中电子设备结构示意图。
具体实施方式
18.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.图1为本发明实施例提供的一种基于声学成像的气体泄漏报警方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供了一种基于声学成像的气体泄漏报警方法，包括：步骤s101，接收预设的麦克风模块采集的待检测区域的音频数据，及预设的摄像模块采集的待检测区域的视频数据。
20.具体地，接收预设的麦克风模块采集的待检测区域的音频数据，及预设的摄像模块采集的待检测区域的视频数据，其中，音频数据采集可以通过前端麦克风或麦克风阵列进行实现，视频数据可以通过摄像头进行实现。
21.步骤s102，根据所述音频数据，计算所述待检测区域的本底噪声值，并获取所述待检测区域预设的固定声压阈值，通过所述固定声压阈值及本底噪声值计算得到待检测区域的相对声压压强阈值。
22.具体地，根据音频数据，计算待检测区域的本底噪声值，其中，本底噪声值为待检测区域的环境噪声，计算的方法可以比如：计算音频数据对应的时间段内的均方根为本底噪声值；选取音频数据对应的时间段内的中位数为本底噪声值；选取音频数据中的固定值为本底噪声值，然后获取待检测区域预设的固定声压阈值，其中，固定声压阈值可以为在待检测区域中，气体工作时的最大阈值，比如在气体运输管道中，最大运输速度时的声压值，即为固定声压阈值，根据固定声压阈值及本底噪声值进行计算，得到待检测区域的相对声压压强阈值，即固定声压阈值包含环境噪声与气体工作时的最大阈值。
23.步骤s103，获取所述音频数据中在当前帧中的最大声压强度，并结合所述视频数据在当前帧的图像数据，确定所述最大声压强度的声压来源在所述图像数据中的坐标。
24.具体地，获取音频数据中当前一帧的最大声压强度，其中，当前一帧可以为音频数据中的每一帧数据，也可以为音频数据中最新一帧的数据，结合视频数据在当前帧的图像数据，判断最大声压强度的声压来源在图像数据中的具体位置，进而确定发出最大声压强度的坐标。
25.步骤s104，判断所述最大声压强度是否大于所述相对声压压强阈值，当所述最大声压强度大于所述相对声压压强阈值，且检测到在所述音频数据中，最大声压强度大于所述相对声压压强阈值的超标时长超过预设报警时长时，检测在所述超标时长内，所述声压来源的坐标是否始终在图像数据的预设范围内。
26.具体地，判断最大声压强度是否大于相对声压压强阈值，当最大声压强度大于相对声压压强阈值，说明待检测区域的音频数据出现了异常，则检测在音频数据中，音频数据出现异常的超标时长是否超过了预设的报警时长，当音频数据出现异常的超标时长超过了预设的报警时长，说明待检测区域大概率出现了气体泄漏，而并不是某些短暂的突发因素引起的音频数据异常，则检测在超标时长内，声压来源的坐标是否始终在图像数据的预设范围内，其中，检测声压来源的坐标是否始终在图像数据的预设范围为检测声音来源是否处于一个小的图像范围内，例如获取预设的像素点数量，检测声压来源的坐标对应的像素点数量是否小于预设的像素点数量，即是否在n个像素点内。
27.另外，当在超标时长内，声压来源的坐标既出现在图像数据的预设范围内，又出现在图像数据的预设范围外时，则检测预设范围外的声压来源的坐标是否与预设范围内的声
压来源的坐标存在坐标邻近的关系，比如预设范围外的声压来源的坐标紧挨着或包围着预设范围内的声压来源的坐标，当预设范围外的声压来源的坐标与预设范围内的声压来源的坐标存在坐标邻近的关系时，说明气体泄漏的范围比较大，超过了预设范围，则可以重新设定预设范围，比如根据声压来源确定预设范围；而当预设范围外的声压来源的坐标与预设范围内的声压来源的坐标不存在坐标邻近的关系时，说明待检测区域可能存在多处泄漏，则需要根据预设范围内的声压来源的坐标与预设范围外的声压来源的坐标将待检测区域划分为多块区域，分别接收多块区域对应的音频数据及视频数据，重新对多块区域进行后续的气体泄漏检测。
28.步骤s105，当所述声压来源的坐标始终在所述图像数据的预设范围内时，根据所述超标时长、声压来源的坐标、最大声压强度，结合所述图像数据，生成对应的图像报警信息，并将所述图像报警信息发送至绑定终端。
29.具体地，当在超标时长内，声压来源的坐标始终在图像数据的预设范围内，说明预设范围内发生了气体泄漏，则根据超标时长（泄漏时间）、声压来源的坐标（泄漏位置）、最大声压强度（泄漏的严重程度），结合图像数据，可以在图像数据上标识上述信息，生成对应的图像报警信息，并将图像报警信息发送至绑定终端，供工作人员参考，及时应对气体泄漏。
30.另外，在生成对应的图像报警信息，还可以获取待检测区域平时工作时的一般声压强度，根据一般声压强度及最大声压强度估算气体泄漏的速度，并根据气体泄漏速度及超标时长估算气体泄漏量，然后在生成对应的图像报警信息时，在图像数据上标识气体泄漏的速度及气体泄漏量，进一步让工作人员了解现场的泄漏情况，比如当气体是有毒气体时，气体泄漏量未达到一定程度时，工作人员能够快速进入现场完成现场抢救，而当气体泄漏量达到一定程度时，进入现场就需要做好防护措施。
31.本发明实施例提供的一种基于声学成像的气体泄漏报警方法，接收预设的麦克风模块采集的待检测区域的音频数据，及预设的摄像模块采集的待检测区域的视频数据；根据音频数据，计算待检测区域的本底噪声值，并获取待检测区域预设的固定声压阈值，通过固定声压阈值及本底噪声值计算得到待检测区域的相对声压压强阈值；获取音频数据中在当前帧中的最大声压强度，并结合视频数据在当前帧的图像数据，确定最大声压强度的声压来源在图像数据中的坐标；判断最大声压强度是否大于相对声压压强阈值，当最大声压强度大于相对声压压强阈值，且检测到在音频数据中，最大声压强度大于相对声压压强阈值的超标时长超过预设报警时长时，检测在超标时长内，声压来源的坐标是否始终在图像数据的预设范围内；当声压来源的坐标始终在图像数据的预设范围内时，根据超标时长、声压来源的坐标、最大声压强度，结合图像数据，生成对应的图像报警信息，并将图像报警信息发送至绑定终端。这样能够在气体泄露检测时，可以通过拾取泄露位置的声音，判断声源位置并结合图像进行展示呈现，方便人员通过简单的操作方式确定气体泄漏点，同时，由于现在环境因素的复杂不确定性，检测环境中会存在一定的噪声，这使得在检测气体泄露场景下由于噪声等的影响不能准确的判断出是否有真实泄露产生，本方法可以在考虑环境本底噪声影响下判断出某个位置是否发生稳定的气体泄漏，对泄露位置进行持续时间、稳定声源位置检测，生成准确的气体泄露报警警告，并且进一步对此稳定的气体泄漏报警源进行泄露量、泄露速度的估量计算等，最终呈现于图像画面中，供人员准确获取信息。
32.图2为本发明实施例提供的一种基于声学成像的气体泄漏报警装置，包括：接收模
块s201、计算模块s202、获取模块s203、判断模块s204、报警模块s205，其中：接收模块s201，用于接收预设的麦克风模块采集的待检测区域的音频数据，及预设的摄像模块采集的待检测区域的视频数据。
33.计算模块s202，用于根据所述音频数据，计算所述待检测区域的本底噪声值，并获取所述待检测区域预设的固定声压阈值，通过所述固定声压阈值及本底噪声值计算得到待检测区域的相对声压压强阈值。
34.获取模块s203，用于获取所述音频数据中在当前帧中的最大声压强度，并结合所述视频数据在当前帧的图像数据，确定所述最大声压强度的声压来源在所述图像数据中的坐标。
35.判断模块s204，用于判断所述最大声压强度是否大于所述相对声压压强阈值，当所述最大声压强度大于所述相对声压压强阈值，且检测到在所述音频数据中，最大声压强度大于所述相对声压压强阈值的超标时长超过预设报警时长时，检测在所述超标时长内，所述声压来源的坐标是否始终在图像数据的预设范围内。
36.报警模块s205，用于当所述声压来源的坐标始终在所述图像数据的预设范围内时，根据所述超标时长、声压来源的坐标、最大声压强度，结合所述图像数据，生成对应的图像报警信息，并将所述图像报警信息发送至绑定终端。
37.在一个实施例中，装置还可以包括：检测模块，用于当在所述超标时长内，所述声压来源的坐标出现在所述图像数据的预设范围内和预设范围外时，检测所述预设范围外的声压来源的坐标是否与预设范围内的声压来源的坐标存在坐标邻近的关系。
38.划分模块，用于当所述预设范围外的声压来源的坐标与预设范围内的声压来源的坐标不存在坐标邻近的关系，则根据预设范围内的声压来源的坐标与预设范围外的声压来源的坐标将所述待检测区域划分为多块区域，分别接收多块区域对应的音频数据及视频数据。
39.在一个实施例中，装置还可以包括：第二获取模块，用于获取预设的像素点数量，检测所述声压来源的坐标对应的像素点数量是否小于预设的像素点数量。
40.关于基于声学成像的气体泄漏报警装置的具体限定可以参见上文中对于基于声学成像的气体泄漏报警方法的限定，在此不再赘述。上述基于声学成像的气体泄漏报警装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0041] 图3示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)301、存储器(memory)302、通信接口(communications interface)303和通信总线304，其中，处理器301，存储器302，通信接口303通过通信总线304完成相互间的通信。处理器301可以调用存储器302中的逻辑指令，以执行如下方法：接收预设的麦克风模块采集的待检测区域的音频数据，及预设的摄像模块采集的待检测区域的视频数据；根据音频数据，计算待检测区域的本底噪声值，并获取待检测区域预设的固定声压阈值，通过固定声压阈值及本底噪声值计算得到待检测区域的相对声压压强阈值；获取音频数据中在当
前帧中的最大声压强度，并结合视频数据在当前帧的图像数据，确定最大声压强度的声压来源在图像数据中的坐标；判断最大声压强度是否大于相对声压压强阈值，当最大声压强度大于相对声压压强阈值，且检测到在音频数据中，最大声压强度大于相对声压压强阈值的超标时长超过预设报警时长时，检测在超标时长内，声压来源的坐标是否始终在图像数据的预设范围内；当声压来源的坐标始终在图像数据的预设范围内时，根据超标时长、声压来源的坐标、最大声压强度，结合图像数据，生成对应的图像报警信息，并将图像报警信息发送至绑定终端。
[0042]
此外，上述的存储器302中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器（rom，read-only memory）、随机存取存储器（ram，random access memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0043]
另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的传输方法，例如包括：接收预设的麦克风模块采集的待检测区域的音频数据，及预设的摄像模块采集的待检测区域的视频数据；根据音频数据，计算待检测区域的本底噪声值，并获取待检测区域预设的固定声压阈值，通过固定声压阈值及本底噪声值计算得到待检测区域的相对声压压强阈值；获取音频数据中在当前帧中的最大声压强度，并结合视频数据在当前帧的图像数据，确定最大声压强度的声压来源在图像数据中的坐标；判断最大声压强度是否大于相对声压压强阈值，当最大声压强度大于相对声压压强阈值，且检测到在音频数据中，最大声压强度大于相对声压压强阈值的超标时长超过预设报警时长时，检测在超标时长内，声压来源的坐标是否始终在图像数据的预设范围内；当声压来源的坐标始终在图像数据的预设范围内时，根据超标时长、声压来源的坐标、最大声压强度，结合图像数据，生成对应的图像报警信息，并将图像报警信息发送至绑定终端。
[0044]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0045]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0046]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。