【技术实现步骤摘要】
一种基于活性污泥相差显微图像的SVI测量方法
本专利技术涉及一种污水处理测量控制方法，特别是涉及一种基于活性污泥相差显微图像的SVI测量方法。
技术介绍
活性污泥法因为其经济、运行稳定的优点广泛应用于城市污水处理厂。活性污泥沉降性能直接决定污水处理厂出水水质和运行效率，尤其是污泥丝状菌膨胀故障工况严重危害污水处理厂的运行安全。污泥体积指数（SVI）是衡量污泥特性和沉降性能的重要指标，一般依赖于实验室离线化验获取，耗费大量人力和物力。因此，SVI在线测量是实现污水处理过程闭环控制和操作优化的前提，是提高污水出水水质、降低污水处理成本、提高处理效率的重要保证。目前国内外已经有许多学者对污泥体积指数的测量进行了研究，北京工业大学韩红桂等人（CN102494979A）提出了一种污泥沉降体积指数SVI软测量方法，通过构建自组织RBF神经网络模型，选择进水流量、BOD、COD、TN、曝气池溶解氧、pH作为自组织RBF神经网络输入，实现对SVI在线测量。随着显微镜技术和数字图像采集系统的普及，污水处理厂能够获取大量活性污泥微生物显...
【技术保护点】
1.一种基于活性污泥相差显微图像的SVI测量方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：/n步骤1：采集图像：污泥样本取自曝气池出口，相差显微镜和CCD图像采集系统获取污泥样本的相差显微图像；取不同阶段和不同状态的活性污泥进行采样制成载玻片，在不同倍数下的相差显微镜下进行观察，以获取完整活性污泥菌胶团为标准，拍照并采集图像；/n步骤2：图像处理：读入步骤1的显微图像，原始数字图像的尺寸为1024×768×3像素，基于原图标定絮体和丝状菌并将标定图与原图缩放至512×384；标定图为单通道，原图为三通道RGB图像；数据集包括絮体和丝状菌的输入图像和标签图像，分为训练、验证和测试数...
【技术特征摘要】
1.一种基于活性污泥相差显微图像的SVI测量方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
步骤1：采集图像：污泥样本取自曝气池出口，相差显微镜和CCD图像采集系统获取污泥样本的相差显微图像；取不同阶段和不同状态的活性污泥进行采样制成载玻片，在不同倍数下的相差显微镜下进行观察，以获取完整活性污泥菌胶团为标准，拍照并采集图像；
步骤2：图像处理：读入步骤1的显微图像，原始数字图像的尺寸为1024×768×3像素，基于原图标定絮体和丝状菌并将标定图与原图缩放至512×384；标定图为单通道，原图为三通道RGB图像；数据集包括絮体和丝状菌的输入图像和标签图像，分为训练、验证和测试数据；模型采用基于DCNN改进的DeepLabv3+模型，使用融合深度可分离卷积的Atrous空间金字塔池和解码器模块，前者即以空洞卷积级联或不同采样率空洞卷积并行架构，解决多尺度下的目标分割问题；后者改进解码器模块从而捕获更清晰的对象边界；以此结构训练与测试模型进而评估活性污泥图像分割的准确性；
步骤3：特征提取：读入步骤2分割好的对象（即絮体和丝状菌）与背景区分开，就可以计算出形态学特征参数；提取的絮体和丝状菌特征参数和MLSS、DO、pH在线检测数据这些参数可以用于监测目的，以检测污泥（沉降）特征的变化等；
步骤4：SVI测量：将步骤3中SVI模型的输入为活性污泥样本絮体和丝状菌形态学特征参数，以及在线检测数据MLSS、DO、PH，输出为实验室SVI化验值，寻求图像分析信息和SVI之间的相关性，考虑SCN-PLS模型，对模型参数调整。
2.根据权利要求1所述的一种基于活性污泥相差显微图像的SVI测量方法，其特征在于，所述方法污水处理过程采用活性污泥法；活性污泥样本来源于某石化废水处理厂，污泥样本在实验室活性污泥装置培养，实验室活性污泥工艺装置持续运行，活性污泥微生物图像采集系统包括倒置光学显微镜，工业数码相机和图像采集软件，显微镜的物镜具有10倍，20倍和40倍的放大率，数字图像大小为1024×768像素。
3.根据权利要求1所述的一种基于活性污泥相差显微图像的SVI测量方法，其特征在于，所述方法需要读入显微图像，将RGB图像转化为灰度图像，原始数字图像的尺寸为1024×768×3像素，絮体和丝状菌缩放到512×384单通道图像，数据集包括絮体和丝状菌的输入图像和标签，分为训练、验证和测试数据；输入改进的DeepLabv3+模型，通过采用编码器-解码器结构扩展了DeepLabv3，编码器模块通过在多个尺度上应用卷积对多尺度上下文信息进行编码，简单有效的解码器模块沿着目标边界细化分割结果，来执行训练和测试数据集以评估活性污泥图像分割的准确性。
4.根据权利要求1所述的一种基于活性污泥相差显...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵立杰，左越，黄明忠，路星奎，王佳，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。