[發明專利]一種仿人工霧霾監測系統與方法

有效

• 申請號: 201410202090.2
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN103940714B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 趙儉輝;黃嘉康;葉威
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 胡艷

1.一種仿人工霧霾監測系統，其特征在于，包括：

透氣不透光的前端箱體和后臺計算機，前端箱體內設目標物、恒定光源、圖像采集設備和數據傳輸單元，目標物為紅黑相間的棋盤格陣列圖片，恒定光源置于前端箱體內側頂部；圖像采集設備與目標物相對設置，用來拍攝目標物；圖像采集設備通過數據傳輸單元向后臺計算機傳輸數據。

2.如權利要求1所述的仿人工霧霾監測系統，其特征在于：

所述的前端箱體兩端設有雙拐角進氣口，拐角間內側貼附吸光材料。

3.如權利要求1所述的仿人工霧霾監測系統，其特征在于：

所述的恒定光源為呈矩陣的組合光源陣列。

4.一種仿人工霧霾監測方法，其特征在于：

采用權利要求1所述的仿人工霧霾監測系統實現，所述的后臺計算機對目標圖像做如下處理，所述的目標圖像為圖像采集設備拍攝的目標物的圖像：

（1）獲取目標圖像的顏色特征、形狀特征和紋理特征；

（2）獲取目標圖像的各特征相對于無霧霾時目標圖像對應特征的變化率，這里將“各特征相對于無霧霾時目標圖像對應特征的變化率”簡稱為“各特征變化率”；

（3）以目標圖像各特征變化率的平均值為霧霾指數，基于霧霾指數獲得霧霾濃度。

5.如權利要求4所述的仿人工霧霾監測方法，其特征在于：

所述的目標圖像的顏色特征包括目標圖像中所有像素的色彩飽和度均值和藍色分量均值。

6.如權利要求4所述的仿人工霧霾監測方法，其特征在于：

所述的目標圖像的形狀特征包括目標圖像的特征點個數比與邊緣點個數比，其中，特征點個數比為目標圖像特征點數占目標圖像所有像素數的比例，邊緣點個數比為目標圖像邊緣點數占目標圖像所有像素數的比例。

7.如權利要求4所述的仿人工霧霾監測方法，其特征在于：

所述的目標圖像的紋理特征包括目標圖像的灰度共生矩陣參數與小波變換子帶系數。

8.如權利要求7所述的仿人工霧霾監測方法，其特征在于：

所述的目標圖像的灰度共生矩陣參數包括灰度共生矩陣的能量參數、熵參數、對比度參數和逆差距參數。

9.如權利要求7所述的仿人工霧霾監測方法，其特征在于：

所述的小波變換子帶系數采用如下方法獲得：

對目標圖像進行小波變換獲得子帶圖像，分別計算各子帶圖像的均值系數與標準差系數，即小波變換子帶系數。

10.如權利要求4所述的仿人工霧霾監測方法，其特征在于：

步驟（3）中所述的基于霧霾指數獲得霧霾濃度具體為：

采用霧霾指數到霧霾濃度的映射函數獲得霧霾濃度，所述的霧霾指數到霧霾濃度的映射函數采用如下方法獲得：采用權利要求1所述的仿人工霧霾監測系統獲得不同霧霾濃度時的目標圖像構建樣本圖像，分別獲得樣本圖像對應的霧霾指數，即獲得不同霧霾濃度對應的霧霾指數；采用數學擬合方法獲得霧霾指數到霧霾濃度的映射函數。