一种污水处理过程中沉淀检测方法技术

本发明专利技术涉及一种污水处理过程中沉淀检测方法，属于污水处理技术领域，该方法步骤包括：获取污水处理池底部图像中杂质区域，同时获取杂质区域中全部连通域和每个连通域中心点；根据连通域之间的欧式距离将全部连通域划分为多个集合；根据每个集合中每个连通域在其所在集合中相对灰度变化程度占比和每个集合对应的距离基准值，构建对每个集合中每个连通域进行线性变换的公式；利用构建的线性变换公式，分别对每个集合进行线性增强得到增强后图像，对增强后图像中的絮状沉淀进行识别检测；本发明专利技术对污水处理池底部图像中不同连通域进行不同程度的线性增强，以便准确识别出杂质区域中絮状沉淀

【技术实现步骤摘要】
一种污水处理过程中沉淀检测方法


[0001]本专利技术属于图像处理
，具体涉及一种污水处理过程中沉淀检测方法
。

技术介绍

[0002]随着工业化进程的加快，环境污染问题逐渐成为全球关注的焦点，加强环境保护，提高污水处理技术水平，是当前急需解决的问题之一，目前在对污水进行处理时一般利用污水自动控制系统处理水污染，在污水处理过程中污水的沉淀检测是至关重要的，污水的沉淀检测用于监测和评估污水处理过程中固体物质的沉淀效果；目前一般利用计算机视觉技术对污水沉淀进行监测，在对污水沉淀进行监测时首先采集污水处理池底部图像，由于水下采集图像会存在光线较差环境比较复杂并且水体比较浑浊等情况，所以采集的图像中污水处理池底部沉淀
、
水中悬浮物以及水中颗粒等区分并不明显，若直接对采集的图像进行沉淀检测会导致输出的结果较差，因此通常需要对采集到的图像进行增强处理，但是目前在对采集的图像进行线性增强时是基于全图进行增强，在增强污水处理池底部沉淀的同时也会增强与沉淀物灰度值相似的水中悬浮物和水中颗粒，进而导致不能准确识别出污水处理池底部沉淀
。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种污水处理过程中沉淀检测方法，利用光在水中传播存在衰减的特性以及沉淀的聚集特性，对污水处理池底部图像中不同连通域进行不同程度的线性增强，以便准确识别出杂质区域中絮状沉淀
。
[0004]本专利技术的一种污水处理过程中沉淀检测方法采用如下技术方案：获取污水处理池底部图像中杂质区域，同时获取杂质区域中全部连通域和每个连通域中心点；根据每个连通域中心点沿竖直方向所在列中相邻像素点灰度值变化，计算出每个连通域的灰度变化程度；利用全部连通域的灰度变化程度，计算出每个连通域的相对灰度变化程度；选取任一连通域作为目标连通域，计算出目标连通域中心点与其他连通域中心点之间的欧式距离，将得到的全部欧式距离中的最小值记为距离基准值，并将距离基准值对应的连通域记为目标初始连通域；从目标初始连通域开始在剩余的连通域中进行第一次搜索，将搜索到的与目标初始连通域之间的欧式距离小于或等于距离基准值的连通域记为目标相邻连通域，并将得到的多个目标相邻连通域分别作为新的目标初始连通域开始第二次搜索，直至从新的目标初始连通域开始在剩余的连通域中搜索不到目标相邻连通域时停止搜索；由目标连通域
、
目标初始连通域以及全部目标相邻连通域组成一个集合，按照目标连通域所在集合的划分方法将全部连通域划分为多个集合；根据每个集合中每个连通域在其所在集合中相对灰度变化程度占比和每个集合
对应的距离基准值，构建对每个集合中每个连通域进行线性变换的公式；利用每个集合中每个连通域进行线性变换的公式，分别对每个集合进行线性变换得到变换后图像，对变换后图像中的絮状沉淀进行识别检测
。
[0005]进一步地，根据每个集合中每个连通域在其所在集合中相对灰度变化程度占比和每个集合对应的距离基准值，构建对每个集合中每个连通域进行线性变换的公式的步骤包括：计算出所有集合对应的距离基准值均值，并将距离基准值大于距离基准值均值的集合记为离散集合，将距离基准值小于或等于距离基准值均值的集合记为聚集集合；根据每个集合中全部连通域的相对灰度变化程度，计算出每个集合中每个连通域在其所在集合中相对灰度变化程度占比；利用每个连通域在其所在集合中相对灰度变化程度占比和每个集合对应的距离基准值，分别构建对聚集集合中每个连通域和对离散集合中每个连通域进行线性变换的公式
。
[0006]进一步地，对聚集集合中每个连通域和对离散集合中每个连通域进行线性变换的公式为：其中，表示第个集合第个连通域中第个像素点线性变换后灰度值；表示所有集合对应的距离基准值均值；表示第个集合对应的距离基准值；表示第个连通域在其所在第个集合中相对灰度变化程度占比；表示第个集合第个连通域中第个像素点原始灰度值
。
[0007]进一步地，根据每个集合中全部连通域的相对灰度变化程度，计算出每个集合中每个连通域在其所在集合中相对灰度变化程度占比的获取步骤包括：计算出每个集合中全部连通域的相对灰度变化程度和值；将每个连通域与它所在集合中相对灰度变化程度和值的第二比值，作为每个集合中每个连通域在其所在集合中相对灰度变化程度所占比重
。
[0008]进一步地，计算出每个连通域的灰度变化程度的步骤包括：将每个连通域中心点沿竖直方向所在列记为每个连通域中心列；从每个连通域中心列第一个像素点开始计算相邻两个像素点灰度值的第一差值；将每个连通域对应的所有第一差值均值记为每个连通域的灰度衰减程度；将每个连通域中心列第一个像素点灰度值与最后一个像素点灰度值的第二差值，记为每个连通域的灰度变化幅度；根据每个连通域对应的灰度衰减程度和灰度变化幅度得到每个连通域的灰度变化程度
。
[0009]进一步地，每个连通域的灰度变化程度的计算公式为：
其中，表示第个连通域的灰度变化程度；表示第个连通域中心列第个像素点原始灰度值；表示第个连通域中心列第个像素点原始灰度值；表示第个连通域中心列像素点总个数；表示第个连通域的灰度变化幅度
。
[0010]进一步地，利用全部连通域的灰度变化程度，计算出每个连通域的相对灰度变化程度的步骤包括：将全部连通域的灰度变化程度相加得到灰度变化程度和值；将每个连通域的灰度变化程度与灰度变化程度和值的第一比值，作为每个连通域的相对灰度变化程度
。
[0011]进一步地，直至从新的目标初始连通域开始在剩余的连通域中搜索不到目标相邻连通域时停止搜索的步骤包括：利用获取目标初始连通域的多个目标相邻连通域的方法获取每个新的目标初始连通域的多个目标相邻连通域；并将得到的多个目标相邻连通域分别作为新的目标初始连通域开始第三次搜索，直至从新的目标初始连通域开始在剩余的连通域中搜索不到与其之间的欧式距离小于或等于距离基准值的连通域时停止搜索
。
[0012]进一步地，按照目标连通域所在集合的划分方法将全部连通域划分为多个集合的步骤包括：从除目标集合外的剩余的连通域中选取任一连通域作为新的目标连通域；按照获取目标连通域所在集合的方法，获取新的目标连通域所在集合，依次将全部连通域划分为多个集合
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[0013]进一步地，获取污水处理池底部图像中杂质区域的步骤包括：采集污水处理池的底部图像；对底部图像进行灰度化处理得到灰度图像；利用阈值分割方法获取灰度图像中的杂质区域
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[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种污水处理过程中沉淀检测方法，首先获取图像中杂质区域，同时获取杂质区域中全部连通域，在采集污水处理池底部图像的过程中，由于光照是从处理池顶部垂直于底部照射，所以絮状沉淀物以及水中悬停的絮状物在竖直方向像素点灰度值表现为递减状态，而污水中的小颗粒物或者墙壁附着物则不会表现出这种特点，所以通过分析每个连通域中心点沿竖直方向的灰度变化程度能初步区分出水中悬停的絮状沉淀连通域和小颗粒物连通域；因此利用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种污水处理过程中沉淀检测方法，其特征在于，该方法包括：获取污水处理池底部图像中杂质区域，同时获取杂质区域中全部连通域和每个连通域中心点；根据每个连通域中心点沿竖直方向所在列中相邻像素点灰度值变化，计算出每个连通域的灰度变化程度；利用全部连通域的灰度变化程度，计算出每个连通域的相对灰度变化程度；选取任一连通域作为目标连通域，计算出目标连通域中心点与其他连通域中心点之间的欧式距离，将得到的全部欧式距离中的最小值记为距离基准值，并将距离基准值对应的连通域记为目标初始连通域；从目标初始连通域开始在剩余的连通域中进行第一次搜索，将搜索到的与目标初始连通域之间的欧式距离小于或等于距离基准值的连通域记为目标相邻连通域，并将得到的多个目标相邻连通域分别作为新的目标初始连通域开始第二次搜索，直至从新的目标初始连通域开始在剩余的连通域中搜索不到目标相邻连通域时停止搜索；由目标连通域
、
目标初始连通域以及全部目标相邻连通域组成一个集合，按照目标连通域所在集合的划分方法将全部连通域划分为多个集合；根据每个集合中每个连通域在其所在集合中相对灰度变化程度占比和每个集合对应的距离基准值，构建对每个集合中每个连通域进行线性变换的公式；利用每个集合中每个连通域进行线性变换的公式，分别对每个集合进行线性变换得到变换后图像，对变换后图像中的絮状沉淀进行识别检测
。2.
根据权利要求1所述的一种污水处理过程中沉淀检测方法，其特征在于，根据每个集合中每个连通域在其所在集合中相对灰度变化程度占比和每个集合对应的距离基准值，构建对每个集合中每个连通域进行线性变换的公式的步骤包括：计算出所有集合对应的距离基准值均值，并将距离基准值大于距离基准值均值的集合记为离散集合，将距离基准值小于或等于距离基准值均值的集合记为聚集集合；根据每个集合中全部连通域的相对灰度变化程度，计算出每个集合中每个连通域在其所在集合中相对灰度变化程度占比；利用每个连通域在其所在集合中相对灰度变化程度占比和每个集合对应的距离基准值，分别构建对聚集集合中每个连通域和对离散集合中每个连通域进行线性变换的公式
。3.
根据权利要求2所述的一种污水处理过程中沉淀检测方法，其特征在于，对聚集集合中每个连通域和对离散集合中每个连通域进行线性变换的公式为：其中，表示第个集合第个连通域中第个像素点线性变换后灰度值；表示所有集合对应的距离基准值均值；表示第个集合对应的距离基准值；表示第个连通域在其所在第个集合中相对灰度变化程度占比；表示第个集合第个连通域中第个像
素点原始灰度值
。4.
根据权利要求2所述的一种污水处理过程中沉淀检测方法，其特征在于，根据每个集合中全部连通域的相对灰度变化程度，计算出每个集合中每个连通域在其所在集合中相对灰...

【专利技术属性】
技术研发人员：张正均，苏朋，
申请(专利权)人：山东聚亨源环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：