申请日2016.10.12
公开(公告)日2017.01.11
IPC分类号H04N5/91; H04N7/18; G06K9/00; H04L29/08
摘要
本发明公开了一种智能视频识别污水池曝气的方法，包括以下步骤：应用视频采集模块实时采集污水池的视频;应用视频分析模块同步读取视频并采用循环方式缓存一定时间段内的视频片段;应用视频分析模块中的视频识别算法同步分析缓存的当前时刻的视频片段，并根据视频识别算法的判断当前污水池的爆气状态，根据污水池的曝气状态选择性上传曝气开始阶段和曝气结束阶段视频片段至服务器。本发明还公开了一种智能视频识别污水池曝气系统。应用本发明可极大降低污水处理厂监控的运营成本;对监管部门来说，增加视频识别可以直观、快速的提供监控资料;结合视频内容可以计算污水处理厂每天完成的工作量，为污水处理费用提供一个有价值的参考。
摘要附图
权利要求书
1.一种智能视频识别污水池曝气的方法，其特征在于，包括以下步骤：
应用视频采集模块实时采集污水池的视频;
应用视频分析模块同步读取视频并采用循环方式缓存一定时间段内的视频片段;
应用视频分析模块中的视频识别算法同步分析缓存的当前时刻的视频片段，并根据视频识别算法的计算结果判断当前污水池的爆气状态;
若当前污水池的爆气状态被判断为曝气开始阶段或者曝气结束阶段，则将缓存的视频片段保存并上传至服务器;
若当前污水池的曝气状态被判断为未曝气阶段或者持续曝气阶段，则继续分析下一时刻的视频片段。
2.如权利要求1所述的智能视频识别污水池曝气的方法，其特征在于，应用视频分析模块同步读取视频并采用循环方式缓存10-60s的视频片段。
3.如权利要求1所述的智能视频识别污水池曝气的方法，其特征在于，还包括以下步骤：应用视频分析模块读取视频的同时还将视频存储在视频存储模块上。
4.如权利要求1所述的智能视频识别污水池曝气的方法，其特征在于，视频识别算法同步分析缓存的当前时刻的视频片段时，从每1s视频中提取3-10帧画面进行视频分析;
视频识别算法根据其提取的当前时刻的视频片段的画面中污水池水面的波纹特性和波纹变化率进行计算并获得计算结果，其中，
曝气开始阶段的波纹特性为以多个固定点为圆心呈圆形外扩波，并且伴随气泡产生;
曝气结束阶段的波纹特性为以多个固定点为圆心呈圆形外扩波，并且伴随气泡逐渐减少;
波纹变化率为当前时刻视频片段的画面中污水池水面的波纹产生量平均值与前一时刻的视频片段的画面中污水池水面的波纹产生量平均值的差值。
5.如权利要求1所述的智能视频识别污水池曝气的方法，其特征在于，曝气开始阶段的波纹变化率为≥38%;曝气结束阶段的波纹变化率为≥40%。
6.如权利要求1所述的智能视频识别污水池曝气的方法，其特征在于，若判断当前污水池的爆气状态为曝气开始阶段或者曝气结束阶段，则将缓存的当前时刻视频片段存储至指定目录下，并再次存储下一时刻的视频片段至指定目录下，视频存储模块通过间隔1-60秒轮询的方式查询指定目录，若指定目录下有视频文件，则视频存储模块控制打开网络连接模块并将视频上传至服务器;
若判断当前污水池的曝气状态被判断为未曝气阶段或者曝气持续阶段，则继续分析下一时刻的视频片段。
7.如权利要求6所述的智能视频识别污水池曝气的方法，其特征在于，视频存储模块通过间隔5-10秒轮询的方式查询指定目录。
8.如权利要求1所述的智能视频识别污水池曝气的方法，其特征在于，检测用户应用移动终端自服务器下载视频后进行污水池曝气监测。
9.一种智能视频识别污水池曝气系统，其特征在于，包括：
视频采集模块，用于实时采集污水池的视频;
视频分析模块，用于同步读取视频并采用循环方式缓存一定时间段内的视频片段，并对采集的视频片段进行同步的视频分析;
视频存储模块，用于同步读取和存储视频;
网络连接模块，用于连通或者关闭网络连接;以及
服务器，用于接收和存储网络连接模块上传的视频片段。
10.如权利要求9所述的智能视频识别污水池曝气系统，其特征在于，还包括：
移动终端，用于自服务器下载视频后进行污水池的曝气监测。
说明书
智能视频识别污水池曝气的方法及系统
技术领域
本发明涉及污水曝气处理技术领域，特别涉及一种智能视频识别污水池曝气的方法及系统。
背景技术
随着我国污水处理厂的数量和规模剧增，监管部门需要对污水处理过程进行严格监控，其中对污水处理过程中污水池的曝气状态监控是最重要的一环，因为污水池曝气的时间和次数可以真实反映该污水处理厂的实际运营情况。
目前，监管部门对污水池曝气状态监控的手段主要有电机工作状态的数据监控和实时的视频监控两种。数据监控主要是利用不同的传感器，通过检测污水处理厂各种电机的工作状态来确定污水处理情况，并将数据上传到服务器处理;实时视频监控，是借助高清摄像机将监控目标的实时情况进行录制，并将视频上传到服务器处理。其中实时视频监控具有可视性，事件描述清晰度高，是目前通用的一种监控手段。但是，大多数污水处理厂采用的是实时视频监控，将污水池的曝气状态24小时实时录制，并将视频通过网络上传到云端处理，监管部门需要人为的在大量的视频中查找污水处理厂的非法操作，并且需要支付金额庞大的流量运营费用。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种智能视频识别污水池曝气的方法，其能够智能识别污水池曝气的开始阶段和结束阶段，并且识别的同时同步将污水池曝气的开始阶段和结束阶段的视频片段上传至服务器，供监管部门下载查看，由于视频片段短小，耗费的流量少，极大减少了监管部门的流量运营费用，并且，监管部分还能够根据污水池曝气的开始阶段和结束阶段的上传时间判断污水池的任何一个曝气时间段是否达标;
本发明还有一个目的是提供一种智能视频识别污水池曝气的系统，其用于辅助完成对污水池曝气的智能视频识别，并将识别的污水池曝气的开始阶段和结束阶段的视频片段上传至服务器，供监管部门下载查看，实现方便直观的监管，极大节省人力和物力资源。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明提供了一种智能视频识别污水池曝气的方法，包括以下步骤：
应用视频采集模块实时采集污水池的视频;
应用视频分析模块同步读取视频并采用循环方式缓存一定时间段内的视频片段;
应用视频分析模块中的视频识别算法同步分析缓存的当前时刻的视频片段，并根据视频识别算法的计算结果判断当前污水池的爆气状态;
若当前污水池的爆气状态被判断为曝气开始阶段或者曝气结束阶段，则将缓存的视频片段保存并上传至服务器;
若当前污水池的曝气状态被判断为未曝气阶段或者持续曝气阶段，则继续分析下一时刻的视频片段。
优选的是，应用视频分析模块同步读取视频并采用循环方式缓存10-60s的视频片段。
优选的是，还包括以下步骤：应用视频分析模块读取视频的同时还将视频存储在视频存储模块上。
优选的是，视频识别算法同步分析缓存的当前时刻的视频片段时，从每1s视频中提取3-10帧画面进行视频分析;
视频识别算法根据其提取的当前时刻的视频片段的画面中污水池水面的波纹特性和波纹变化率进行计算并获得计算结果，其中，
曝气开始阶段的波纹特性为以多个固定点为圆心呈圆形外扩波，并且伴随气泡产生;
曝气结束阶段的波纹特性为以多个固定点为圆心呈圆形外扩波，并且伴随气泡逐渐减少;
波纹变化率为当前时刻视频片段的画面中污水池水面的波纹产生量平均值与前一时刻的视频片段的画面中污水池水面的波纹产生量平均值的差值。
优选的是，曝气开始阶段的波纹变化率为≥38%;曝气结束阶段的波纹变化率为≥40%。
优选的是，若判断当前污水池的爆气状态为曝气开始阶段或者曝气结束阶段，则将缓存的当前时刻视频片段存储至指定目录下，并再次存储下一时刻的视频片段至指定目录下，视频存储模块通过间隔1-60秒轮询的方式查询指定目录，若指定目录下有视频文件，则视频存储模块控制打开网络连接模块并将视频上传至服务器;
若判断当前污水池的曝气状态被判断为未曝气阶段或者曝气持续阶段，则继续分析下一时刻的视频片段。
优选的是，视频存储模块通过间隔5-10秒轮询的方式查询指定目录。
优选的是，检测用户应用移动终端自服务器下载视频后进行污水池曝气监测。
一种智能视频识别污水池曝气系统，其特征在于，包括：
视频采集模块，用于实时采集污水池的视频;
视频分析模块，用于同步读取视频并采用循环方式缓存一定时间段内的视频片段，并对采集的视频片段进行同步的视频分析;
视频存储模块，用于同步读取和存储视频;
网络连接模块，用于连通或者关闭网络连接;以及
服务器，用于接收和存储网络模块上传的视频片段。
优选的是，还包括：
移动终端，用于自服务器下载视频后进行污水池的曝气监测。
本发明至少包括以下有益效果：
采用本发明方法进行智能视频识别污水池曝气状态时，首先在本地应用视频采集模块对污水池进行实时的视频采集，之后，应用视频分析模块对采集的视频进行读取和分析，为了方便对视频的读取和分析，采用循环方式缓存一定时间段内的视频片段，在缓存的同时进行视频片段的分析，分析过程中视频片段还在循环更新，比如：缓存一个60s的视频片段，当视频识别算法在计算当前时刻这个60s的视频片段中第1s、第5s和第10s视频时已经判断出该视频片段处于曝气开始阶段或者曝气结束阶段，则将缓存的60s的视频片段录制、保存并上传至服务器;同时，第61s时的视频将取代第1s时缓存的视频，第62s时的视频将取代第2s时缓存的视频，以此类推，直至完成第二个视频片段61-120s视频缓存和分析，并根据分析和判断结果对视频进行存储和选择性上传;其中，视频采集模块配置为监控摄像头，视频分析模块配置为英特尔的BAY TRAY平台处理器Z3735F;
综上所述，本发明方法能够智能识别污水池曝气的开始阶段和结束阶段，并且识别的同时同步将污水池曝气的开始阶段和结束阶段的视频片段上传至服务器，供监管部门下载查看，由于视频片段短小，耗费的流量少，极大减少了监管部门的流量运营费用，并且，监管部分还能够根据污水池曝气的开始阶段和结束阶段的上传时间判断污水池的任何一个曝气时间段是否达标;对监管部门来说，增加视频识别可以直观、快速的提供监控资料;同时，结合视频内容可以计算污水处理厂每天完成的工作量，为污水处理费用提供一个有价值的参考。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。