【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水厂检测技术，更具体地说，涉及一种基于视觉识别的污水活性污泥镜检系统及方法。
技术介绍
1、随着人类用水量的增长，产生的污水量也迅速增长，污水中含有大量的有机物和氮磷等元素，若不对其采用有效的方法进行处理就直接排放，会造成严重的环境污染问题。目前污水处理厂使用的处理污水方法包括生物法、物理法、化学法等。其中，生物法中的活性污泥法使用最广泛。活性污泥的成分包括原生动物、后生动物、真菌和细菌等微生物群体、污水中的悬浮物质、胶体物质等，它们混杂在一起共同组成了絮绒状污泥颗粒，即活性污泥。活性污泥经过曝气处理，通过污泥中微生物的代谢能力消耗污水中的污染元素，从而达到污水处理的目的，因此多数污水厂配备污泥微生物检测判断污泥质量，间接判断污水处理效果。
2、活性污泥法在污水处理领域中占据重要的地位，得到了国内外的广泛研究，保证活性污泥质量是提高污水处理效率的重要环节。在污水处理过程中，微生物镜检观察了活性污泥的生物相，分析了污水处理过程中生物相群体的变化，对水处理系统的长期正常运行具有重要的指导意义。活性污泥的微生物通过一般的光学显微镜就能观察到，其中的原后生动物多以单体存在，且以游离细菌作为捕食对象，在活性污泥控制参数及环境变化时，其种类、数量、丰度等变化可用以指示活性污泥性状，因此可以通过观察原生动物和后生动物的种类和数量变化情况间接地判断活性污泥的质量和处理效果，从而能够及时地调整工艺参数，以保证污水处理的效果和污水处理厂长期稳定运行，对污水处理工艺流程的控制非常必要。
3、现有活性污泥法是人工
4、1)图像需求频率高：镜检微生物图像需要每天收集以正确反映工艺参数，每天进行的工作较为重复且工作任务较重；
5、2)图像质量要求高：因为图像质量直接影响分析报告准确性，所以图像收集和标注需要投入大量的人力，同时也需要镜检技术人员较高的专业知识与丰富的经验；
6、3)微生物形态复杂：镜检微生物形态复杂且易受显微镜拍摄的图片中其他物质的干扰，存在误差，需要正确判断并选择针对性的微生物种类以正确反映需要调整的工艺参数。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于视觉识别的污水活性污泥镜检系统及方法，能够减小主观误差，完善污水厂的工艺管理效果，提高污水处理的智能化水平，实现镜检实验过程的电子化、智能化。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了一种基于视觉识别的污水活性污泥镜检系统，包括：
4、图像采集模块，根据镜检系统的指令实时采集视频流；
5、算法服务器，通过视觉模型对所述视频流进行实时分析，并输出微生物图片和对应种类、数量，由数据库和存储服务实现对识别结果的整理、存储、分析和展示，镜检实验结束后，将结果显示至所述镜检系统。
6、较佳的，所述图像采集模块包括显微镜和工业相机。
7、较佳的，所述图像采集模块通过有线连接方式将采集的所述视频流传输至所述算法服务器。
8、较佳的，还包括显示器，用以可视化操作。
9、本专利技术第二方面提供了一种基于视觉识别的污水活性污泥镜检方法，采用本专利技术第一方面提供所述的基于视觉识别的污水活性污泥镜检系统执行以下步骤：
10、s1，图集收集；
11、s2，计算分析并输出微生物图片和对应种类、数量；
12、s3，显示结果。
13、较佳的，所述步骤s1具体包括以下步骤：
14、s11，图像采集；
15、s12，图像格式整理；
16、s13，图像标注；
17、s14，微生物图集统计。
18、较佳的，所述步骤s11具体包括：
19、制作镜检样本，将样本玻片放置到所述显微镜的载物台上，通过调节所述显微镜的物镜、目镜观察到的显微画面清晰，在采集过程中若发现有微生物，则通过镜检图像采集软件截取图像。
20、较佳的，所述步骤s12具体包括：
21、将采集到的图像，按图像清晰度、图像中微生物形态和种类要求进行筛选，并将其按照指定文件格式构建图集文件夹。
22、较佳的，所述步骤s13具体包括：
23、对所述图集文件夹中每张图像标注种类标签，即每张图像中所包含的微生物位置和名称。
24、较佳的，所述步骤s14具体包括：
25、通过微生物图集统计软件对图像标注的信息进行统计，以获得各种微生物在图集中的分布情况、所涵盖的微生物的数量和图片名，或查询包含某虫种的所有图片。
26、较佳的，所述步骤s2具体包括以下步骤：
27、s21，微生物识别；
28、s22，微生物跟踪；
29、s23，输出检测结果。
30、本专利技术所提供的一种基于视觉识别的污水活性污泥镜检系统及方法，具有以下几点有益效果：
31、(1)通过人工采集、图像标注，完成微生物图集初步构建，并形成微生物图集收集规范流程；
32、(2)通过视觉识别技术和图像处理手段进行视觉识别网络的设计和训练，构建微生物视觉识别模型，满足确定的5-6种微生物识别；
33、(3)基于微生物识别视觉模型，开发活性污泥镜检软件，实现接收用户识别指令，配置镜检实验信息，调用视觉模型识别并输出检测结果，并对实验结果进行相应管理；
34、(4)集成服务器、摄像头、操作软件、视觉模型等软硬件，搭建镜检实验系统，完成镜检工艺流程中的图像采集、微生物识别和计数、结果展示、历史数据管理等完整过程。
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1.一种基于视觉识别的污水活性污泥镜检系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于视觉识别的污水活性污泥镜检系统，其特征在于：所述图像采集模块包括显微镜和工业相机。
3.根据权利要求1所述的基于视觉识别的污水活性污泥镜检系统，其特征在于：还包括显示器，用以可视化操作。
4.一种基于视觉识别的污水活性污泥镜检方法，其特征在于，采用如权利要求1-3之一所述的基于视觉识别的污水活性污泥镜检系统执行以下步骤：
5.根据权利要求4所述的基于视觉识别的污水活性污泥镜检方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于视觉识别的污水活性污泥镜检方法，其特征在于，所述步骤S11具体包括：
7.根据权利要求6所述的基于视觉识别的污水活性污泥镜检方法，其特征在于，所述步骤S12具体包括：
8.根据权利要求7所述的基于视觉识别的污水活性污泥镜检方法，其特征在于，所述步骤S13具体包括：
9.根据权利要求8所述的基于视觉识别的污水活性污泥镜检方法，其特征在于，所述步骤S1
10.根据权利要求4所述的基于视觉识别的污水活性污泥镜检方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于视觉识别的污水活性污泥镜检系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于视觉识别的污水活性污泥镜检系统，其特征在于：所述图像采集模块包括显微镜和工业相机。
3.根据权利要求1所述的基于视觉识别的污水活性污泥镜检系统，其特征在于：还包括显示器，用以可视化操作。
4.一种基于视觉识别的污水活性污泥镜检方法，其特征在于，采用如权利要求1-3之一所述的基于视觉识别的污水活性污泥镜检系统执行以下步骤：
5.根据权利要求4所述的基于视觉识别的污水活性污泥镜检方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括以下步...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈广，王丽花，朱明瑞，严涵宇，唐佩芸，吴佳，杨倚程，王张毅，温情，范宇轩，
申请(专利权)人：上海城投污水处理有限公司，
类型：发明
国别省市：
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