[发明专利]基于图像识别的生活污水源头分离装置及方法

权利要求书

1.基于图像识别的生活污水源头分离装置，其特征在于，包括：

视频图像采集模块：所述视频图像采集模块与A/D转换模块连接，用以收集和获取污水的视频图像；

光源照明模块：所述的光源照明模块用来照亮污水源头口，克服环境带来的干扰，为后续图像处理提供有力的条件；

A/D转换模块：所述A/D转换模块分别与视频图像采集模块、视频图像压缩处理模块连接，使用视频解码芯片将收集到的图像模拟信号进行数字化，即模拟信号转化为数字信号，有利于DSP处理器进行端口处理；

视频图像压缩处理模块：所述的视频图像压缩处理模块分别与A/D转换模块、DSP处理器连接，用于将A/D转换产生大量的数字视频图像数据进行压缩，同时还用于为DSP处理图像进一步提供了存储空间；

主机接口模块：所述的主机接口模块与DSP处理器连接，用于直接访问CPU的存储器空间，另外，还用于访问外围设备的存储；

电源模块：所述的电源模块分别与DSP处理器、视频图像采集、分离模块连接，用于提供了+5V的外部输入电压供电给DSP处理器、视频图像采集模块和分离模块；

数据存储卡：所述的数据存储卡与DSP处理器连接，用于存储视频图像数据和算法程序，还用于存储预设值的黑白阈值；

图像处理算法模块：所述的图像处理算法模块与DSP处理器连接，用于实现对清水和污水图像的准确识别；

复位电路：所述的复位电路与DSP处理器连接，用于将器件状态出初始化为空状态；

置位电路：所述的置位电路与DSP处理器连接，用于将器件的逻辑值转化为特定的值；

自举电路：所述的自举电路与DSP处理器连接，用于将自举升压二极管，自举升压电容使用电容放电和电源电压叠加，从而使电压升高；

DSP处理器：所述的DSP处理器位于分离装置的上面，分别与视频图像压缩处理模块、主机接口模块、电源模块、数据存储卡、图像处理算法模块、复位电路、置位电路、自举电路；用于接收视频图像压缩处理模块所传来的数据，并将数据转发给图像处理算法模块进行处理，根据要求将DSP处理器得到的0和1数字信号进行定义，0为低电平即清水图像信号，1为高电平即污水图像信号；

分离模块：所述的分离模块位于分离装置的下面，分别与清水管道和污水管道连接，清水管道：设置一端与排放污水源头相连通，另一端与城市污水管相连通，用来排放生活污水中较干净的污水；污水管道：设置一端与排放污水源头相连通，另一端与设置的污水池相连通，污水池用于排放粪便。

2.根据权利要求1所述的基于图像识别的生活污水源头分离装置，其特征在于，所述的图像处理算法模块包括视频图像采集模块、图像增强模块、图像灰度化模块和图像二值化模块；

图像增强模块：在图像处理算法模块内部，与污水的视频图像连接，用于接收污水图像，用图像处理的方法将之前摄像头拍摄的图像进行增强，强调源头口污水的图像特征，提高图像中污水颜色亮度，抑制管道口周围的环境特征，扩大之间的差别，改善图像的质量，加强识别效果；

图像灰度化模块：在图像处理算法模块内部，与图像增强模块连接，用于接收增强后的污水图像，并对污水图像执行灰度化处理，以获得灰度化的污水图像；

图像二值化模块：在图像处理算法模块内部，与图像灰度化模块连接，将灰度图像的每一个像素的灰度值与预设置的黑白阈值分别比较，当像素的灰度值大于预设置黑白阈值时，将像素记为白色像素，当像素的灰度值小于预设置黑白阈值时，将像素记为黑色像素，从而获得二值化图像。

3.基于图像识别的生活污水源头分离方法，其特征在于，包括以下步骤；

图像分类识别模块：在图像处理算法模块内部，与图像二值化模块和图像采集模块连接，将污水和清水的视频转化为图像序列帧，共得到污水1000个样本，清水1000个样本，其中选择清水作为正样本，污水作为负样本，样本经预处理后在训练分类器SVM，应用SVM进行分类的步骤如下：

步骤1用污水样本和清水样本作为训练集，接着以污水样本和清水样本的多特征用来分类；

步骤2用SVM分类器训练从而得到分类模板；

步骤3通过模板对待分类污水和清水图像进行分类。