(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210587131.9 (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 福建天甫电子材 料有限公司 地址 364200 福建省龙岩市上杭县蛟洋镇 坪埔新村路71号3层 (72)发明人 黄斌斌　罗霜　林金华　丘贵龙　 袁瑞明　赖志林　 (74)专利代理 机构 北京恒泰铭睿知识产权代理 有限公司 1 1642 专利代理师 何平 (51)Int.Cl. G06V 10/764(2022.01) G06V 10/80(2022.01) G06V 10/82(2022.01) G08B 21/14(2006.01)G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 用于电子级双氧水制备的智能化有毒有害 气体报警系统 (57)摘要 本申请涉及电子级气体的智能检测领域， 其 具体地公开了一种用于电子级双氧水制备的智 能化有毒有害气体报警系统及其报警方法， 其使 用卷积神经网络模型来提取待监测场所中各个 位置的双氧水浓度之间的高维隐含关联特征以 及多个气相色谱仪的拓扑特征以生成特征向量 和特征矩阵， 为了融合这两者的特征信息以基于 所述拓扑特征来加强所述双氧水分布的空间相 关性从而提高分类的准确性， 进一步通过所述特 征向量到所述特征矩 阵的空间映射的类表征来 生成分类特征向量， 以实现所述特征向量在特定 标签类概率下到所述特征矩 阵的高维特征空间 的联立投影， 提升所述特征向量的特征分布在该 高维特征空间中的维度的对齐性， 进而提高预警 分类的敏感性和准确性。 权利要求书3页 说明书13页 附图3页 CN 115100456 A 2022.09.23 CN 115100456 A 1.一种用于电子级双氧水制备的智能化有毒有害气体报 警系统， 其特征在于， 包括： 空 气数据获取单元， 用于获取通过部署于待监测 场所的多个位置处的多个气相色谱仪采集的 多个气相色谱图； 空间编码单元， 用于将所述多个气相色谱图中的各个气相色谱图通过使 用通道注意力机制的第一卷积神经网络以获得多个第一特征图； 通道关联编码单元， 用于 将所述多个第一特征图沿通道维度进行级联后通过使用三维卷积核的第二卷积神经网络 以获得第一特征向量； 拓扑信息提取单元， 用于将所述多个气相色谱仪的拓扑矩阵通过第 三卷积神经网络以获得第一特征矩阵， 所述拓扑矩阵中非对角线位置上各个位置的特征值 为相应两个气相色谱仪之间的距离， 所述拓扑矩阵中对角线位置上各个位置的特征值为 零； 特征融合单元， 用于基于所述第一特征向量到所述第一特征矩阵的空间映射的类表征， 融合所述第一特征向量与所述第一特征矩阵以获得分类特征向量， 其中， 所述第一特征向 量到所述第一特征矩阵的空间映射的类表征基于所述第一特征矩阵乘以所述第一特征向 量所得到的特征向量除以所述第一特征矩阵乘以所述第一特征向量所得到的特征向量的 二范数生成； 报警结果生成单元， 用于将所述分类特征向量通过分类器以获得分类结果， 所 述分类结果用于表征 是否产生报警提 示。 2.根据权利要求1所述的用于电子级双氧水制备的智能化有毒有害气体报警系统， 其 中， 所述空间编 码单元， 进一步用于： 所述第一卷积神经网络的各层在层的正向传递中对输 入数据分别进行： 基于二维卷积核对所述输入数据进行卷积处理以生成卷积特征图； 对所 述卷积特征图进 行池化处理以生成池化特征图； 对所述池化特征图进 行激活处理以生成激 活特征图； 计算所述激活特征图中各个通道对应的特征矩阵的特征值均值与所有通道对应 的特征矩阵的特征值均值之和的商作为各个通道对应的特征矩阵的加权系数； 以所述激活 特征图中各个通道的加权系数对各个通道的所述特征矩阵进行加权以生成所述第一特征 图。 3.根据权利要求2所述的用于电子级双氧水制备的智能化有毒有害气体报警系统， 其 中， 所述通道关联编 码单元， 进一步用于： 使用三维卷积核的第二卷积神经网络以如下公式 对所述多个第一特征图沿通道维度进行级联后的特征图进行处理以生成所述第一特征向 量； 其中， 所述公式为： 其中， 、 和 分别表示三维卷积核的长度、 宽度和高度， m表示第 层特 征图的个数， 是与 层的第m个特征图相连的卷积核， 为偏置， 表 示激活函数。 4.根据权利要求3所述的用于电子级双氧水制备的智能化有毒有害气体报警系统， 其 中， 所述拓扑信息提取单元， 进一步用于： 使用所述第三卷积神经网络的各层在层的正向传 递中对输入数据进行卷积处理、 沿通道维度的均值池化处理和激活处理以由所述第三卷积权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115100456 A 2神经网络的最后一层生成所述第一特征矩阵， 其中， 所述第三卷积神经网络的第一层的输 入为所述多个气相色谱仪的拓扑矩阵。 5.根据权利要求4所述的用于电子级双氧水制备的智能化有毒有害气体报警系统， 其 中， 所述特征融合单元， 进一步用于： 基于所述第一特征向量到所述第一特征矩阵的空间映 射的类表征， 以如下公式融合所述第一特征向量与所述第一特征矩阵 以获得所述分类特征 向量； 其中， 所述公式为：  ， 其中， 表示所述第一特征向量， 表示所述第一特 征矩阵， 表示特征向量的二范 数。 6.根据权利要求5所述的用于电子级双氧水制备的智能化有毒有害气体报警系统， 其 中， 所述报警结果生成单元， 进一步用于： 使用所述分类器以如下公式对所述分类特征向量 进行处理以获得所述分类结果， 其中， 所述公 式为： ， 其中， 到 为权重矩阵， 到 为偏置向量， 为所述分类特 征向量。 7.一种用于电子级双氧水制备的智能化有毒有害气体报警系统 的报警方法， 其特征在 于， 包括： 获取通过部署于待监测场所 的多个位置处的多个气相色谱仪采集的多个气相色 谱图； 将所述多个气相色谱图中的各个气相色谱图通过使用通道注意力机制的第一卷积神 经网络以获得多个第一特征图； 将所述多个第一特征图沿通道维度进 行级联后通过使用三 维卷积核的第二卷积神经网络以获得第一特征向量； 将所述多个气相色谱仪的拓扑矩阵通 过第三卷积神经网络以获得第一特征矩阵， 所述拓扑矩阵中非对角线位置上各个位置的特 征值为相应两个气相色谱仪之 间的距离， 所述拓扑矩阵中对角线位置上各个位置的特征值 为零； 基于所述第一特征向量到所述第一特征矩阵的空间映射的类表征， 融合所述第一特 征向量与所述第一特征矩阵以获得分类特征向量， 其中， 所述第一特征向量到所述第一特 征矩阵的空间映射的类表征基于所述第一特征矩阵乘以所述第一特征向量所得到的特征 向量除以所述第一特征矩阵乘以所述第一特征向量所得到的特征向量的二范数生成； 以及 将所述分类特征向量通过分类器以获得分类结果， 所述分类结果用于表征是否产生报警提 示。 8.根据权利要求7所述的用于电子级双氧水制备的智能化有毒有害气体报警系统的报 警方法， 其中， 将所述多个气相色谱图中的各个气相色谱图通过使用通道注意力机制的第 一卷积神经网络以获得多个第一特征图， 包括： 所述第一卷积神经网络的各层在层的正向 传递中对输入数据分别进 行： 基于二 维卷积核对所述输入数据进 行卷积处理以生成卷积特 征图； 对所述卷积特征图进行池化处理以生成池化特征图； 对所述池化特征图进行激活处 理以生成激活特征图； 计算所述激活特征图中各个通道对应的特征矩阵的特征值均值与所 有通道对应的特征矩阵的特征值均值之和的商作为各个通道对应的特征矩阵的加权系数； 以所述激活特征图中各个通道的加权系数对各个通道的所述特征矩阵进行加权以生成所 述第一特 征图。 9.根据权利要求8所述的用于电子级双氧水制备的智能化有毒有害气体报警系统的报 警方法， 其中， 将所述多个第一特征图沿通道维度进行级联后通过使用三维卷积核的第二权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115100456 A 3