[發(fā)明專利]一種基于計(jì)算機(jī)視覺的污水處理驗(yàn)證方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210407827.9
• 申請(qǐng)日: 2022-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN114764861B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李賀;李黎;侯精明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇禹潤水務(wù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G06V10/56
• 分類號(hào): G06V10/56;G06V10/44;G06V10/774;G06V10/82;G06K9/62;G06N3/04
• 代理公司: 江蘇長德知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32478
• 代理人: 周藝

本發(fā)明涉及一種基于計(jì)算機(jī)視覺的污水處理驗(yàn)證方法；其獲取三種不同光源下的污水樣本的RGB圖像信息，得到各光源對(duì)應(yīng)的水下雜質(zhì)分布圖；然后將各水下雜質(zhì)分布圖輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，分別得到水光分布圖和雜質(zhì)干擾圖；進(jìn)而根據(jù)水光分布圖和雜質(zhì)干擾圖分別得到水體的顏色傾向程度和各光源下的雜質(zhì)干擾圖的信息熵；對(duì)所述雜質(zhì)干擾圖進(jìn)行圖像融合得到雜質(zhì)分布圖，根據(jù)所述雜質(zhì)分布圖得到雜質(zhì)的分布密度和雜質(zhì)的平均大小；最后根據(jù)所述水體的顏色傾向程度、雜質(zhì)的分布密度和雜質(zhì)的平均大小以及雜質(zhì)干擾圖的信息熵得出污水處理的合格程度，將所述合格程度與設(shè)置閾值作比較，判斷污水處理是否合格。即本發(fā)明能夠準(zhǔn)確地判斷出污水處理是否合格。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域，具體涉及一種基于計(jì)算機(jī)視覺的污水處理驗(yàn)證方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)如今，很多產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過程中都伴隨著污水的生成，例如：紡織工業(yè)、化工生產(chǎn)企業(yè)等。這些污水中往往含有有害的高分子化合物或重金屬離子等雜質(zhì)，為了避免污水中的雜質(zhì)影響環(huán)境，則需要對(duì)產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理。污水處理流程的大致過程是：污水需要先過濾去除顆粒大的雜質(zhì)，然后添加處理劑將在水中的高分子或者有害離子沉淀出來，進(jìn)而完成對(duì)污水的處理。

在污水處理之后，還需要驗(yàn)證處理后的污水是否符合排放標(biāo)準(zhǔn)，避免出現(xiàn)由于處理過程中的設(shè)備故障、處理參數(shù)異常等問題導(dǎo)致污水中沉淀物去除不干凈的現(xiàn)象。而目前，一般都是采用水質(zhì)檢測儀、氨氮在線分析儀等檢測裝置，但是這些檢測裝置大都結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，且內(nèi)置用電設(shè)備較多，并且在進(jìn)行頻繁的檢測中還需要耗費(fèi)更多的資源，增加了企業(yè)的檢測成本。

因此，亟需要一種成本低、能夠準(zhǔn)確檢測污水合格程度的方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于計(jì)算機(jī)視覺的污水處理驗(yàn)證方法，所采用的技術(shù)方案具體如下：

本發(fā)明的一種基于計(jì)算機(jī)視覺的污水處理驗(yàn)證方法的技術(shù)方案，包括以下步驟：

獲取三種不同光源下的污水樣本的RGB圖像信息；

對(duì)各RGB圖像信息分別進(jìn)行處理，得到各光源對(duì)應(yīng)的R通道圖像信息、G通道圖像信息和B通道圖像信息，將所述R通道信息、G通道圖像信息和B通道圖像信息作為對(duì)應(yīng)光源下的水下雜質(zhì)分布圖；

將各水下雜質(zhì)分布圖輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，分別得到對(duì)應(yīng)的水光分布圖和雜質(zhì)干擾圖；

對(duì)所述水光分布圖中像素的灰度值進(jìn)行計(jì)算得到水體的顏色傾向程度；

計(jì)算各雜質(zhì)干擾圖的信息熵；

對(duì)各雜質(zhì)干擾圖進(jìn)行閾值分割得到相應(yīng)的二值圖像，并將所述二值圖像進(jìn)行圖像融合，得到雜質(zhì)分布圖；

采用連通域算法對(duì)所述雜質(zhì)分布圖進(jìn)行連通域分析，獲取雜質(zhì)區(qū)域，所述雜質(zhì)區(qū)域包含一個(gè)雜質(zhì)顆粒；根據(jù)雜質(zhì)區(qū)域的數(shù)量以及雜質(zhì)分布圖的面積得到雜質(zhì)的分布密度；根據(jù)所有雜質(zhì)區(qū)域面積的均值得到雜質(zhì)的平均大小；

根據(jù)所述水體的顏色傾向程度、雜質(zhì)的分布密度、雜質(zhì)的平均大小以及任意一雜質(zhì)干擾圖對(duì)應(yīng)的信息熵得出污水樣本的合格程度，將所述合格程度與設(shè)置閾值作比較，若所述合格程度大于設(shè)定閾值，判斷污水樣本合格；若所述合格程度小于設(shè)定閾值，判斷污水樣本不合格。

進(jìn)一步地，所述三種不同光源分別為紅光、綠光和藍(lán)光；所述紅光對(duì)應(yīng)R通道圖像信息，所述綠光對(duì)應(yīng)G通道圖像信息，所述藍(lán)光對(duì)應(yīng)B通道圖像信息。

進(jìn)一步地，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的損失函數(shù)為：