一种基于图像处理的污泥沉降比测量方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于图像处理的污泥沉降比测量方法与系统，该方法包括：将量筒内的污水均匀搅拌，并采集图像记为第一图像，并获取污水静置后的图像记为第二图像；获得第一图像和第二图像中像素点的数量得到第一沉降比；利用第一、第二图像中像素点数量第二沉降比；根据第一沉降比与第二沉降比进行加权求和得到全局沉降比；采集相机与量筒的角度从正视角至俯视角的图像，分别获取随着视角变化，量筒上端口面积与污水溶液体积、量筒上端口面积与污水溶液高度的函数关系；利用所述函数关系对全局沉降比进行修正，得到修正沉降比。本发明专利技术测量结果更加准确。本发明专利技术测量结果更加准确。本发明专利技术测量结果更加准确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理的污泥沉降比测量方法与系统


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种基于图像处理的污泥沉降比测量方法与系统。

技术介绍

[0002]污泥沉降比是指曝气池混合液在量筒静止沉降一定时间后污泥所占的百分体积，是测定污泥性能最为简便的方法。并且污泥沉降比是日常污水分析中最为常见、重要的分析项目。目前，常用的污水处理方法是分析人员从污水生化曝气池采样后，将水样摇匀倒入量筒中，根据量筒上的刻度获取污泥与污水溶液的体积比值，并在量筒上标记合格时的刻度，后续处理污水时固定污水位置。该污泥沉降比测量方法不可控制，测量的效率低，测量结果误差较大。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于图像处理的污泥沉降比测量方法与系统，所采用的技术方案具体如下：将量筒内的污水均匀搅拌，并采集图像记为第一图像，并获取污水静置后的图像记为第二图像；获得第一图像中的污水区域和第二图像中的污泥区域；污泥区域中像素点的数量与污水区域中像素点数量的比值为量筒中污泥和污水溶液的体积比值，记为第一沉降比；利用二值化后的第一、第二图像中像素点的投影值分别拟合曲线获得第一曲线和第二曲线，所述投影值为图像上每行像素点灰度值的均值；根据第一曲线中突变点之间的距离和第二曲线突变点之间的距离获得量筒中污泥和污水溶液的高度比值，记为第二沉降比；根据第一沉降比与第二沉降比进行加权求和得到全局沉降比；采集相机与量筒的角度从正视角至俯视角的图像，根据图像中像素点的数量分别获取各个图像中量筒上端口面积、污水溶液体积以及污水溶液高度；随着视角变化，分别获取量筒上端口面积与污水溶液体积、量筒上端口面积与污水溶液高度的函数关系；利用所述函数关系对全局沉降比进行修正，得到修正沉降比；根据修正沉降比确定污水处理情况。
[0004]优选地，所述利用所述函数关系对全局沉降比进行修正的方法具体为：其中，表示修正沉降比，表示第一沉降比，表示第二沉降比，、分别表示量筒上端口面积与污水溶液体积、量筒上端口面积与污水所占高度的函数，、
分别表示量筒上端口面积为0时污水体积与污水高度的取值，、为权重系数。
[0005]优选地，所述相机与量筒的角度具体为：相机与量筒的角度为正视角时，角度为0
°
；相机与量筒的角度为正俯视角时，角度为90
°
。
[0006]优选地，所述第一曲线和第二曲线的获取方法具体为：分别对二值化后的第一图像、第二图像进行横向投影，获得横向上图像内各行像素点的投影值，所述投影值为各行像素点灰度值均值，对各行像素点对应的投影值进行拟合得到第一曲线和第二曲线。
[0007]优选地，述第一曲线和第二曲线的横坐标为像素点所在的行数，纵坐标为行数对应的灰度值均值。
[0008]优选地，所述第二沉降比的获取方法具体为：获取第一曲线上两个突变点的坐标，根据所述两个突变点的横坐标差值得到突变点之间的距离，记为量筒中污水溶液的高度；获取第二曲线上两个突变点的坐标，根据所述两个突变点的横坐标差值得到突变点之间的距离，记为量筒中污泥的高度；计算量筒中污泥与污水溶液的高度比值得到第二沉降比。
[0009]本专利技术还提供了一种基于图像处理的污泥沉降比测量系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种基于图像处理的污泥沉降比测量方法的步骤。
[0010]本专利技术实施例至少具有如下有益效果：根据图像中像素点的比例得到污泥和污水溶液的体积、高度之比，进而得到污泥沉降比，再根据视角的变化得到污泥和污水溶液的体积、高度的变化，并对污泥沉降比进行修正，考虑到了因相机视角变化对污泥沉降比测量造成的误差，使得测量结果更加准确。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0012]图1为本专利技术的一种基于图像处理的污泥沉降比测量方法的方法流程图。
具体实施方式
[0013]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种基于图像处理的污泥沉降比测量方法与系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0014]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。
[0015]下面结合附图具体的说明本专利技术所提供的一种基于图像处理的污泥沉降比测量
方法与系统的具体方案。
[0016]本专利技术主要目的是：在污水处理过程中，保证出水水质的稳定是最重要的一个环节。通过研究发现，污泥沉降比这一指标关系到污水处理效果。在本专利技术中，计算污泥沉降比是通过采集污水放置量筒中，静置30分钟，计算污泥和溶液的体积之比，这个比值就是污泥沉降比，然后再根据污泥沉降比来判断污水是否符合处理需求。
[0017]本专利技术所针对的具体场景为：在对城市污水进行处理，需要测量放入的活性污泥的浓度时。
[0018]实施例1：请参阅图1，其示出了本专利技术一个实施例提供的一种基于图像处理的污泥沉降比测量方法的步骤流程图，该方法包括以下步骤：首先，将量筒内的污水均匀搅拌，并采集图像记为第一图像，并获取污水静置后的图像记为第二图像。
[0019]具体地，使用机器将污水搅拌均匀，从中采样后倒入100ml的量筒（量筒的大小实施者也可根据实际情况进行选择），并将之放置在采集台上，使用图像采集设备（即数码相机等）对一量筒污水进行图像的采集，将污水静置30分钟后，再次进行图像采集，并对这两次采集得到的图像分别进行灰度化处理。
[0020]由于采集污水所用的量筒较细，并且在工业生产中，无法保证量筒和相机的相对角和相对位置，因此，需要对灰度化处理后的两张图像进行图像分割处理，具体方法为：利用边缘检测分别对两张图像进行处理得到量筒边缘图像，以量筒为中心，将量筒边缘图像的高度恢复到与原始图像的高度相同，将量筒边缘图像的宽度变为量筒的3倍宽度，得到两张分割处理后的图像，记静置前的图像为第一图像A，静置后的图像为第二图像B，且图像的大小为n*m。
[0021]然后，获得第一图像中的污水区域和第二图像中的污泥区域；污泥区域中像素点的数量与污水区域中像素点数量的比值为量筒中污泥和污水溶液的体积比值，记为第一沉降比。
[0022]具体地，分别获取第一图像A和第二图像B的灰度直方图，记为A0和B0。利用大津阈值分割算法对两个灰度直方图进行处理，得到阈值，使得分割后的两部分方差相差最大，则根据该阈值对第一图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的污泥沉降比测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将量筒内的污水均匀搅拌，并采集图像记为第一图像，并获取污水静置后的图像记为第二图像；获得第一图像中的污水区域和第二图像中的污泥区域；污泥区域中像素点的数量与污水区域中像素点数量的比值为量筒中污泥和污水溶液的体积比值，记为第一沉降比；利用二值化后的第一、第二图像中像素点的投影值分别拟合曲线获得第一曲线和第二曲线，所述投影值为图像上每行像素点灰度值的均值；根据第一曲线中突变点之间的距离和第二曲线突变点之间的距离获得量筒中污泥和污水溶液的高度比值，记为第二沉降比；根据第一沉降比与第二沉降比进行加权求和得到全局沉降比；采集相机与量筒的角度从正视角至俯视角的图像，根据图像中像素点的数量分别获取各个图像中量筒上端口面积、污水溶液体积以及污水溶液高度；随着视角变化，分别获取量筒上端口面积与污水溶液体积、量筒上端口面积与污水溶液高度的函数关系；利用所述函数关系对全局沉降比进行修正，得到修正沉降比；根据修正沉降比确定污水处理情况。2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的污泥沉降比测量方法，其特征在于，所述利用所述函数关系对全局沉降比进行修正的方法具体为：其中，表示修正沉降比，表示第一沉降比，表示第二沉降比，、分别表示量筒上端口面积与污水溶液体积、量筒上端口面积与污水所占高度的函数，、分别表示量筒上端口面积为0时污水体积与污水高度的取值，、为权重系数。3.根据权利要求1所述的一种基于图像处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：张颖，巴丽敏，
申请(专利权)人：南通西田环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：