一种基于影像识别的生物气溶胶监测及预警系统技术方案

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于影像识别的生物气溶胶监测及预警系统，包括：分布图像采集模块，用于获取

【技术实现步骤摘要】
一种基于影像识别的生物气溶胶监测及预警系统


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种基于影像识别的生物气溶胶监测及预警系统
。

技术介绍

[0002]生物气溶胶是指大气中悬浮的来自生物源的微小颗粒物质组成的气态分散系统，包括微生物
、
花粉
、
孢子等，生物气溶胶在大气中广泛存在，气溶胶光学厚度（
AOD
）是描述大气中气溶胶对太阳光吸收和散射的能力的一个重要指标，通过对气溶胶光学厚度遥感图像的监测与分析可以及时获取与生物气溶胶相关的信息，以便采取适当的措施来保护公共健康和环境
。
[0003]现有方法对
AOD
遥感图像进行监测分析一般使用
K
‑
means
进行聚类得到多个聚类结果，而后根据聚类结果进行监测及预警，其中每一个聚类结果都对应一个实际的地区区域，但由于光谱混叠
、
地表和气象因素的复杂干扰导致聚类结果不够精确，从而导致进行聚类后得到的聚类结果不准确，不能对准确的实际地区区域进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于影像识别的生物气溶胶监测及预警系统，其特征在于，该系统包括以下模块：分布图像采集模块：用于获取
AOD
分布图像；分布曲线获取模块：用于根据
AOD
分布图像得到
AOD
分布曲线；分段曲线获取模块：用于根据
AOD
分布曲线上所有的极值点，得到差值序列，根据差值序列得到筛选极值点的阈值和若干分段曲线；所述分段曲线在
AOD
分布图像上对应多个区域；优选区域获取模块：对于任意一个分段曲线对应的任意一个区域，根据区域范围内像素点的
AOD
值和区域外边缘像素点的八邻域范围内像素点的
AOD
值，得到区域外边缘任意一个像素点的归属程度，根据区域外边缘任意一个像素点的归属程度得到优选区域，获取
AOD
分布图像上所有的优选区域；聚类中心获取模块：用于根据优选区域内像素点的
AOD
值得到优选区域内任意一个像素点与其余像素点的
AOD
差异，根据优选区域最相邻的优选区域内像素点的
AOD
值得到优选区域内任意一个像素点与最相邻的优选区域内像素点的
AOD
差异；根据优选区域内任意一个像素点与其余像素点的
AOD
差异
、
优选区域内任意一个像素点与最相邻的优选区域内像素点的
AOD
差异，得到优选区域内任意一个像素点作为聚类中心的优选程度，根据聚类中心的优选程度得到每一个优选区域的聚类中心；聚类及预警模块：用于根据每一个优选区域的聚类中心得到若干聚类结果，根据聚类结果进行生物气溶胶监测和预警
。2.
根据权利要求1所述一种基于影像识别的生物气溶胶监测及预警系统，其特征在于，所述根据
AOD
分布图像得到
AOD
分布曲线，包括的具体步骤如下：获取
AOD
分布图像中所有像素点的
AOD
值，以不同
AOD
值为横坐标，以
AOD
值对应的像素点数量为纵坐标构建
AOD
分布直方图，将
AOD
分布直方图进行拟合得到
AOD
分布曲线
。3.
根据权利要求1所述一种基于影像识别的生物气溶胶监测及预警系统，其特征在于，所述根据
AOD
分布曲线上所有的极值点，得到差值序列，根据差值序列得到筛选极值点的阈值和若干分段曲线，包括的具体步骤如下：获取
AOD
分布曲线上所有的极值点，计算第一个极值点和第二个极值点纵坐标的差值，记为
S
1,2
，计算第二极值点和第三个极值点纵坐标的差值，记为
S
2,3
，获取第
i
个极值点和第
i+1
个极值点纵坐标的差值，记为
S
i,i+1
；最终得到
AOD
分布曲线上所有极值点的差值序列，记为
{S
1,2
,S
2,3
,S
3,4
,
…
,S
i,i+1
,S
N
‑1,
N
}
，
N
为
AOD
分布曲线上所有的极值点总个数；
;
式中，
S
min
为差值序列中的最小差值，
S
max
为差值序列中的最大差值，
S
med
为差值序列的中位数；
S
av
为差值序列的平均值，
||
为取绝对值，
y
max
为所有极值点对应的数据量中最大数据量，
y
min
为所有极值点对应的数据量中最小数据量；所述数据量为极值点对应的纵坐标值；
sigmoid( )
为
sigmoid
函数，用于归一化，
S
th
为筛选极值点的阈值；根据筛选极值点的阈值
、
差值序列以及
AOD
分布曲线，得到若干分段曲线
。4.
根据权利要求3所述一种基于影像识别的生物气溶胶监测及预警系统，其特征在于，所述根据筛选极值点的阈值
、
差值序列以及
AOD
分布曲线，得到若干分段曲线，包括的具体
步骤如下：将差值序列中的任意一项记为
S
j,j+1
，若
S
j,j+1
≤S
th
，则将第
j
个极值点保留，反之则将第
j
个极值点舍去，获取差值序列中所有保留的极值点作为
AOD
分布曲线的分段点，将
AOD
分布曲线进行分段，得到若干分段曲线
。5.
根据权利要求1所述一种基于影像识别的生物气溶胶监测及预警系统，其特征在于，所述根据区域范围内像素点的
AOD
值和区域外边缘像素点的八邻域范围内像素点的
AOD
值，得到区域外边缘任意一个像素点的归属程度，包括的具体步骤如下：对于任意一个分段曲线，获取分段曲线在
AOD
分布图像上对应的多个区域，将多个区域中的任意一个区域，记为第一区域；
;
式中，
A
i
为第一区域外边缘第
i
个像素点的
AOD
值，所述第一区域外边缘是指第一区域边缘向外延伸一个像素点的距离所形成的边缘，
A
i,k
为第一区域外边缘第
i
个像素点的八邻域范围内第
k
个像素点的
AOD
值，
A
max
为第一区域范围内像素点的最大
AOD
值，
A
min
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高雯媛，周蕾，吴敏，刘旭，胡秋实，田胜男，王昕桐，许铭成，陈婷婷，程方圆，许新潮，赵凯璐，郭志浩，董大千，孙宇峰，
申请(专利权)人：张家港长三角生物安全研究中心，
类型：发明
国别省市：