技术摘要：
本发明涉及一种排水管道内部缺陷的检测方法及系统。该方法包括：通过外业检测获取管道内部检测视频数据，视频数据包括采集样本的视频和测试视频；对采集样本的视频进行分帧处理并采集样本库图像；根据样本库图像进行模型训练，得到训练模型，训练模型包括全局缺陷训练  全部
背景技术：
排水系统是城市公用设施的重要组成部分，具有保护和改善环境，消除污水危害 的作用。为确保排水管道通畅，需及时发现排水隐患并防止管道泄漏污染，应定期对排水管 道进行巡检，排查管道存在的缺陷。排水管道存在的缺陷包括结构性缺陷，如破裂、变形、错 位、脱节、渗漏、腐蚀、胶圈脱落、支管暗接及异物侵入，以及功能性缺陷，如沉积、结垢、障碍 物、树根、积水、封堵和浮渣等。应对这些缺陷进行检查和评估，为排水管道的维护提供可靠 的技术依据。目前由于管道检测技术的发展，工程施工企事业单位逐渐采用CCTV检测方式 对排水管道进行有效检测，给管道维护带来了便利。 CCTV的检测过程是检测人员通过主控器控制“爬行器”在管道内前进速度和方向， 并控制摄像头将管道内部的图像通过线缆传输到主控器显示屏上，操作员可实时的监测管 道内部状况，同时将原始图像记录存储下来，做进一步的分析。QV的检测也需要检测人员操 作控制杆，将摄像头送到管道口，对准管道中心进行检测。在人员和工期都较为紧张的情况 下，整个外业检测过程是无法实时记录下管道缺陷的详细情况的。管线检测人员检测完成 提供检测图像数据，内业人员对图像进行人工判读，记录缺陷详细情况，汇总资料。人工判 读需要将图像完整播放，用时长，不同的内业人员判读结果也有一定的出入。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种排水管道内部缺陷的检测方法及系统，既能缩短工期， 又能提高缺陷判读的准确率。 为实现上述目的，本发明提供了如下方案： 一种排水管道内部缺陷的检测方法，包括： 通过外业检测获取管道内部检测视频数据，所述视频数据随机选取一部分作为采 集样本的视频，另外一部分作为测试视频，所述采集样本的视频和所述测试视频互相无交 叉重叠； 对所述采集样本的视频进行视频分帧处理，得到采集样本视频的分帧处理结果图 像； 根据所述采集样本的视频分帧处理结果图像，采集样本库图像，所述样本库图像 包括全局缺陷图像样本、局部缺陷图像样本、正常管道图像样本和局部正常管道图像样本； 根据所述样本库图像进行模型训练，得到训练模型，所述训练模型包括全局缺陷 训练模型和局部缺陷训练模型； 对所述测试视频进行分帧处理，得到测试视频的分帧处理结果图像； 采用双模型精准检测策略，对所述测试视频的分帧结果图像进行预处理，采用所 5 CN 111553265 A 说　明　书 2/10 页 述全局缺陷训练模型和所述局部缺陷训练模型对预处理的结果进行检测，得到缺陷检测结 果。 可选的，所述对所述采集样本的视频进行视频分帧处理，得到采集样本视频的分 帧处理结果图像，具体包括； 采用FFmpeg图像快速分帧技术对所述采集样本的视频进行分帧处理，视频分帧处 理的结果为多张分辨率和尺寸相同的超清图像，所述超清图像和原视频尺寸、分辨率相同， 包括全局图和局部图，所述全局图为镜头在管道内部直视前方拍摄的图像，所述局部图为 镜头在管道内部环视过程中凝视设定处拍摄的局部图像。 可选的，所述根据所述采集样本的视频分帧处理结果图像，采集样本库图像，具体 包括： 根据国家《城镇排水管道检测与评估技术规程》对排水管道内部缺陷的定义，对所 述采集样本的视频分帧处理结果进行判读，从中选取破裂、变形、腐蚀、错口、起伏、脱节、接 口材料脱落、支管暗接、异物穿入和渗漏十类结构性缺陷图像以及沉积、结垢、障碍物、残 墙、坝根、树根和浮渣六类功能性缺陷图像作为训练模型的样本，其中全局缺陷样本图像为 缺陷处和视频原始尺寸一样的大图，局部缺陷图像样本为局部图中截取的缺陷位置处及边 缘处的小图，尺寸为416*416，分辨率和原视频相同； 选取正常管道图像和局部正常管道图像作为训练模型的样本，正常管道图像样本 为视频原始尺寸的高清大图，局部正常管道图像样本为局部图中随机截取的小图，尺寸为 416*416，分辨率和原视频相同； 将所述全局缺陷图像样本、局部缺陷图像样本、正常管道图像样本和局部正常图 像样本进行组合，得到样本库图像。 可选的，所述根据所述样本库图像进行模型训练，得到训练模型，具体包括： 采用所述全局缺陷图像样本、局部缺陷图像样本、正常管道图像样本和局部正常 图像样本对模型进行训练，得到全局缺陷训练模型和局部缺陷训练模型。 可选的，所述对所述测试视频进行分帧处理，得到测试视频的分帧处理结果图像， 具体包括： 采用FFmpeg图像快速分帧技术对所述测试视频进行分帧处理，视频分帧处理的结 果为多张分辨率和尺寸相同的超清图像，所述超清图像和原视频尺寸、分辨率相同，包括全 局图像和局部图像，所述全局图像为镜头在管道内部直视前方拍摄的图像，所述局部图像 为镜头在管道内部环视过程中凝视设定处拍摄的局部图像。 可选的，所述采用双模型精准检测策略，对所述测试视频的分帧结果图像进行预 处理，采用所述全局缺陷训练模型和所述局部缺陷训练模型对预处理的结果进行检测，得 到缺陷检测结果，具体包括： 将所述测试视频的分帧处理结果采用多域联合判别法进行初步筛选，得到筛选后 的有效图像； 利用图像清晰度判别技术，在所述筛选后的有效图像中提取关键视频帧图像； 对所述关键视频帧图像采用漏斗模式，先后利用所述全局缺陷训练模型和所述局 部缺陷训练模型进行检测，得到缺陷检测结果。 可选的，所述将所述测试视频的分帧处理结果采用多域联合判别法进行初步筛 6 CN 111553265 A 说　明　书 3/10 页 选，得到筛选后的图像，具体包括： 对所述测试视频的分帧处理结果进行图像前景背景区分增强、过滤机器人在管口 处爬行之前的视频帧图像以及过滤机器人运动状态的视频帧图像，得到筛选后的有效图 像。 可选的，利用图像清晰度判别技术，在所述筛选后的有效图像中提取关键视频帧 图像，具体包括： 对所述筛选后的有效图像采用基于无参考图像的清晰度判别算法进行处理，得到 处理后的图像； 根据所述处理后的图像，确定方差； 根据所述方差的大小区别出清晰图像和模糊图像，所述清晰图像为关键视频帧图 像。 可选的，所述对所述关键视频帧图像采用漏斗模式，先后利用所述全局缺陷训练 模型和所述局部缺陷训练模型进行检测，得到缺陷检测结果，具体包括： 采用全局缺陷训练模型对所述关键视频帧图像进行检测，若所述关键视频帧图像 为全局正常，则判断此处管道正常，若所述关键视频帧图像发现异常，则根据全局缺陷类型 的概率分布，判断出此处管道缺陷的类别及其它相关信息；若所述关键视频帧图像为局部 图像，则将所述局部图像划分为九张局部子图像，采用局部缺陷训练模型进一步检测； 将所述局部图像划分为9张局部子图像，所述9张局部子图像基本能覆盖整幅局部 图像，同时互相有重叠，所述局部子图像的集合为局部图像；同一所述局部图像分割成的局 部子图像之间互相关联；采用局部缺陷训练模型对局部子图像进行检测，如果局部图像对 应的9张局部子图像均未出现异常，则判定此处无异常；如果局部图像对应的9张局部子图 像有任何一张子图像出现异常则判定此处异常，并将局部图像判断为子图中出现次数最多 的异常类型； 检测完成之后，将每处缺陷的对应的管道起始点编号、终止点编号、缺陷类别、缺 陷图片以成果形式输出并存储命名，获得缺陷检测结果。 一种排水管道内部缺陷的检测系统，包括： 视频数据获取模块，用于通过外业检测获取管道内部检测视频数据，所述视频数 据随机选取一部分作为采集样本的视频，另外一部分作为测试视频，所述采集样本的视频 和所述测试视频互相无交叉重叠； 第一分帧处理模块，用于对所述采集样本的视频进行视频分帧处理，得到采集样 本视频的分帧处理结果图像； 样本库图像采集模块，用于根据所述采集样本的视频分帧处理结果图像，采集样 本库图像，所述样本库图像包括全局缺陷图像样本、局部缺陷图像样本、正常管道图像样本 和局部正常管道图像样本； 训练模块，用于根据所述样本库图像进行模型训练，得到训练模型，所述训练模型 包括全局缺陷训练模型和局部缺陷训练模型； 第二分帧处理模块，用于对所述测试视频进行分帧处理，得到测试视频的分帧处 理结果图像； 检测模块，用于采用双模型精准检测策略，对所述测试视频的分帧结果图像进行 7 CN 111553265 A 说　明　书 4/10 页 预处理，采用所述全局缺陷训练模型和所述局部缺陷训练模型对预处理的结果进行检测， 得到缺陷检测结果。 根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果： 本发明提供一种排水管道内部缺陷的检测方法及系统，通过外业检测获取管道内 部检测视频数据，视频数据随机选取一部分作为采集样本的视频，另外一部分作为测试视 频，采集样本的视频和测试视频互相无交叉重叠；对采集样本的视频进行视频分帧处理，得 到采集样本视频的分帧处理结果；根据采集样本的视频分帧处理结果，采集样本库图像，样 本库图像包括全局缺陷图像样本、局部缺陷图像样本、正常管道图像样本和局部正常管道 图像样本；根据样本库图像对模型进行训练，得到训练模型，训练模型包括全局缺陷训练模 型和局部缺陷训练模型；对测试视频自动分帧处理，得到测试视频的分帧处理结果。采用双 模型精准检测策略，利用全局缺陷训练模型和局部缺陷训练模型对测试视频的分帧结果进 行检测，得到缺陷检测结果，通过上述方法既能缩短排水管道内部缺陷的检测工期，又能提 高缺陷判读的准确率。 附图说明 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，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图 获得其他的附图。 图1为本发明排水管道内部缺陷的检测方法流程图； 图2为本发明目标区域腐蚀变换演示图一； 图3为本发明目标区域腐蚀变换演示图二； 图4为本发明目标区域膨胀变换演示图一； 图5为本发明目标区域膨胀变换演示图二； 图6为本发明待检测图像子图分布示意图； 图7为本发明排水管道内部缺陷的检测系统结构图。