【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及圖像數據處理。更具體地，本專利技術涉及一種廢水過濾效果檢測方法及系統。
技術介紹
1、隨著工業化進程的加快，廢水排放已成為環境污染的主要來源之一。尤其是在制造業和化學工業中，廢水中常含有大量的有害物質，如重金屬、油脂、懸浮顆粒和有毒化學物質，嚴重威脅著水體生態環境和人類健康。因此，廢水處理及其效果的實時監測成為保障水資源安全的關鍵環節。
2、當前，廢水處理效果的評估主要依賴于化學分析法、物理分析法以及基于圖像處理的自動檢測方法。化學分析法雖然準確，但成本高且檢測周期較長；物理分析法如濁度檢測，能夠提供一定的參考，但只能反映水體的粗略狀況，無法有效檢測到水中細微的污染物和有害物質。傳統的圖像增強方法，如直方圖均衡化，雖然可以改善圖像對比度，但往往無法針對廢水圖像中的不同區域進行有針對性的增強，容易在增強過程中過度突出水面反光和水波漣漪等干擾區域，而忽視了污染物和懸浮物等目標區域，進而影響廢水過濾效果的準確檢測。因此，基于圖像處理的自動檢測方法，因其具有快速、無損、非接觸的優點，逐漸成為廢水過濾效果檢測領域的研究熱點。
3、申請公布號為cn116823834a的專利申請文件公開了基于機器視覺電泳線排放的廢水處理等級檢測方法。該專利申請文件通過分析清洗池廢水圖像中的金屬碎屑區域，包括碎屑的離散程度、聚類數量及其分布情況，綜合評估廢水的污染程度，提供比渾濁度判斷更高精度的污染分析方法，進而提高了對清洗池內的廢水污染程度檢測的準確性。
4、然而，盡管上述技術方案實現了對廢水處理效果的檢測，
技術實現思路
1、為解決上述
技術介紹
中提出的廢水過濾效果檢測準確性不高的問題，本專利技術在如下的多個方面中提供方案。
2、在第一方面中，本專利技術提供了一種廢水過濾效果檢測方法，包括：采集廢水圖像，獲取所述廢水圖像中的邊緣；計算第個邊緣的擴散相似度和反光可能度，所述反光可能度與第個邊緣內灰度級出現的概率、像素點灰度值的均值呈正相關，與廢水圖像中像素點灰度值的最大值呈反相關；第個邊緣的擴散相似度，式中，為廢水圖像中邊緣的個數，為第個邊緣與第j個邊緣的邊緣相似度，為第j個邊緣上的像素點總數，為第個邊緣上的像素點總數；基于反光可能度和擴散相似度對第個邊緣內像素點灰度值進行修正，得到修正后廢水圖像；
3、；
4、式中，表示第個邊緣內第個像素點修正后的值，表示第個邊緣內第個像素點的灰度值，為第個邊緣內第個像素點經過直方圖均衡化處理后的值，為取最大值函數，為第個邊緣的反光可能度；若修正后廢水圖像中顆粒的大小小于設定閾值，則判定過濾效果合格。
5、上述技術方案通過計算邊緣相似度、擴散相似度和反光可能度，精確評估廢水圖像中的顆粒特征和反光效應。通過對任一邊緣灰度值的修正，優化了直方圖均衡化處理，使圖像更符合實際處理需求。最后，通過設定顆粒大小閾值，確保只有顆粒尺寸合格時，才判定過濾效果合格，從而提高了廢水過濾效果的評估精度和系統的處理效率。
6、進一步地，所述邊緣相似度為：
7、；
8、式中，為第個邊緣與第j個邊緣的邊緣相似度，為第個邊緣的梯度方向與水平方向的夾角，為第j個邊緣的梯度方向與水平方向的夾角，為第個邊緣與第j個邊緣對應像素點距離的標準差，為第個邊緣上所有像素點曲率的均值，表示第j個邊緣上所有像素點曲率的均值，為自然常數。
9、上述技術方案通過引入基于梯度方向、像素點距離標準差以及曲率均值的邊緣相似度計算方法，精確地評估了廢水圖像中任一邊緣與其他邊緣之間的相似性。通過結合梯度方向的角度差異和曲率的變化，能夠更準確地捕捉邊緣的形態特征，從而提高邊緣識別和匹配的精度。同時，利用像素點距離的標準差增強了相似度計算對空間分布的敏感度，確保了在復雜環境下，邊緣相似度的評估更加精細和可靠。
10、進一步地，所述反光可能度為：
11、；
12、式中，為第個邊緣的反光可能度，為第個邊緣內灰度級出現的概率，為灰度級的級數，為第個邊緣內像素點灰度值的均值，為廢水圖像中像素點灰度值的最大值。
13、上述技術方案通過計算反光可能度量化了任一邊緣的反光特性，考慮了灰度級分布的概率和灰度值的均值與最大值之間的關系。通過引入灰度級的對數加權和均值、最大值的比例，能夠有效反映圖像中的光照強度和反射特性，尤其是在廢水圖像的處理過程中，準確評估圖像中的反光區域。該方法提高了反光區域識別的精度，并通過調節灰度信息的權重，更加細致地捕捉圖像中的光照變化，為后續的廢水過濾效果分析提供了更為精確的依據，從而增強了整個圖像處理系統的魯棒性與準確性。
14、進一步地，還包括，利用均值漂移聚類算法對所述廢水圖像中的邊緣進行聚類，并根據邊緣長度進行度量，將邊緣長度小于設定長度閾值的邊緣進行舍棄。
15、上述技術方案通過均值漂移聚類算法對廢水圖像中的邊緣進行聚類，從而有效地識別和分組相似的邊緣特征。通過根據邊緣長度進行度量，并舍棄小于設定長度閾值的邊緣，能夠去除圖像中的噪聲和不相關的細節，保留重要的邊緣信息。這一方法提升了圖像處理的精度和效率，確保了僅對具有實際意義的邊緣進行后續分析，從而優化了廢水圖像的邊緣識別和過濾效果評估，減少了誤判和處理負擔。
16、進一步地，獲取所述修正后廢水圖像中顆粒的大小，具體為：將修正后的廢水圖像轉換為灰度圖像并進行二值化處理；通過連通域分析對圖像中的顆粒進行標記和分割，識別出每個顆粒的獨立區域，計算每個顆粒區域的面積作為顆粒的大小。
17、上述技術方案通過將修正后的廢水圖像轉換為灰度圖像并進行二值化處理，有效簡化了圖像中的細節信息，使顆粒更加突出。通過連通域分析對顆粒進行標記和分割，能夠精確識別圖像中每個顆粒的獨立區域，并計算每個顆粒的面積作為其大小。這種方法不僅提高了顆粒檢測的準確性，還能在復雜的廢水圖像中有效區分不同顆粒，提供更加可靠的顆粒大小信息，進而為廢水過濾效果的評估提供了清晰、精確的數據支持。這一方案優化了顆粒分析過程，提升了系統對廢水處理效果的自動化檢測和評估能力。
18、進一步地，利用cmos相機或ccd相機采集廢水圖像。
19、進一步地，還包括，對所述廢水圖像進行灰度化和去噪處理。
20、在第二方面中，本專利技術提供了一種廢水過濾效果檢測系統，包括存儲器和處理器，所述存儲器內存儲有計算機程序指令，當所述計算機程序指令被所述處理器執行時實現以上任意一項所述的一種廢水過濾效果檢測方法。
21、本專利技術的有益效果在于：
22、本專利技術通過計算邊緣相似度、擴散相似度和反光可能度，對廢水圖像中的邊緣進行精確評估，結合直方圖均衡化對任一邊緣的灰度值進行修正，確保了圖像的處理質量。其次，通過均值漂移聚類算法剔除噪聲，增強了有效邊緣信息的提取。同時，借助連通域分析精確測量顆本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種廢水過濾效果檢測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種廢水過濾效果檢測方法，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的一種廢水過濾效果檢測方法，其特征在于，所述反光可能度為：
4.根據權利要求1所述的一種廢水過濾效果檢測方法，其特征在于，還包括，利用均值漂移聚類算法對所述廢水圖像中的邊緣進行聚類，并根據邊緣長度進行度量，將邊緣長度小于設定長度閾值的邊緣進行舍棄。
5.根據權利要求1所述的一種廢水過濾效果檢測方法，其特征在于，獲取所述修正后廢水圖像中顆粒的大小，具體為：
6.根據權利要求1所述的一種廢水過濾效果檢測方法，其特征在于，利用CMOS相機或CCD相機采集廢水圖像。
7.根據權利要求1所述的一種廢水過濾效果檢測方法，其特征在于，還包括，對所述廢水圖像進行灰度化和去噪處理。
8.一種廢水過濾效果檢測系統，其特征在于，包括存儲器和處理器，所述存儲器內存儲有計算機程序指令，當所述計算機程序指令被所述處理器執行時實現權利要求1~7任意一項所述的一種廢水過濾效果檢測方法。
【技術特征摘要】
1.一種廢水過濾效果檢測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種廢水過濾效果檢測方法，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的一種廢水過濾效果檢測方法，其特征在于，所述反光可能度為：
4.根據權利要求1所述的一種廢水過濾效果檢測方法，其特征在于，還包括，利用均值漂移聚類算法對所述廢水圖像中的邊緣進行聚類，并根據邊緣長度進行度量，將邊緣長度小于設定長度閾值的邊緣進行舍棄。
5.根據權利要求1所述的一種廢水過濾效果檢測方法，其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李龍，吳鵬飛，蔣士寬，卞翔，金琦，朱錦新，吳曄，孔旭東，
申請(專利權)人：江蘇金環科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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