[发明专利]一种污水处理质量检测方法及系统

权利要求书

1.一种污水处理质量检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

采集污水图像，对污水图像进行预处理，得到污水表面图像；

获取污水表面图像的污水区域，得到污水区域图像；对污水区域图像使用超像素分割算法分成多个超像素块，通过污水区域图像和纯净水图像的灰度差异表征出污水的肮脏程度；对于任意超像素块获取竖直方向上的邻近超像素块，计算超像素块和邻近超像素块的相似性；根据超像素块和邻近超像素块的相似性得到超像素块的变化程度；获取超像素块自身在混凝剂作用下相邻帧污水区域图像中前后的变化信息，对变化程度进行修正，得到修正变化程度；基于每个超像素块的修正变化程度计算污水区域图像的整体变化程度；根据添加混凝剂前后污水表面图像的变化以及与纯净水图像之间的差异获取污水处理质量影响因子；

结合整体变化程度和污水处理质量影响因子得到污水处理质量指标。

2.根据权利要求1所述的一种污水处理质量检测方法，其特征在于，所述对污水图像进行预处理，得到污水表面图像，包括：

对污水图像使用加权灰度化的方法进行灰度化处理，得到污水表面图像。

3.根据权利要求1所述的一种污水处理质量检测方法，其特征在于，所述通过污水区域图像和纯净水图像的灰度差异表征出污水的肮脏程度，包括：

所述肮脏程度的计算公式为：

其中，为肮脏程度；表示了未添加混凝剂时污水区域图像的平均灰度值，表示纯净水图像的平均灰度值；为最大值函数。

4.根据权利要求1所述的一种污水处理质量检测方法，其特征在于，所述对于任意超像素块获取竖直方向上的邻近超像素块，计算超像素块和邻近超像素块的相似性，包括：

所述相似性的计算公式为：

其中，为相似性；表示了超像素块Q的灰度共生矩阵灰度点对（i，j）所出现的概率，表示了超像素块的灰度共生矩阵灰度点对（i，j）所出现的概率，则分别表示超像素块Q和对应的竖直方向上的正上方邻近超像素块内的平均灰度值；e为自然常数。

5.根据权利要求1所述的一种污水处理质量检测方法，其特征在于，所述根据超像素块和邻近超像素块的相似性得到超像素块的变化程度，包括：

所述变化程度的计算公式为：

其中，为变化程度；表示了图像中超像素块Q与正上方邻近超像素块的相似性，表示了图像中超像素块Q与正下方邻近超像素块的相似性，表示了图像的相邻帧图像中超像素块与正上方邻近超像素块的相似性，表示了图像的相邻帧图像中超像素块与正下方邻近超像素块的相似性；为最大值函数。

6.根据权利要求1所述的一种污水处理质量检测方法，其特征在于，所述对变化程度进行修正，得到修正变化程度，包括：

所述修正变化程度的计算公式为：

其中，为变化程度；为修正变化程度；m，k为超像素块内像素点类别变化统计信息；为超像素块Q和的共有像素点数量；表示第i个共有像素点在图像上的灰度值；表示第i个共有像素点在图像上的灰度值，表示在图像上第i个共有像素点的第j个邻域特征值，表示在图像上第i个共有像素点的第j个邻域特征值，为调节参数。

7.根据权利要求1所述的一种污水处理质量检测方法，其特征在于，所述基于每个超像素块的修正变化程度计算污水区域图像的整体变化程度，包括：

所述整体变化程度的计算公式为：

其中，为整体变化程度；400n代表了超像素块的个数；表示了第i个超像素块的种子点竖直方向上的坐标信息；表示了图像中心点的竖直方向上的坐标信息；表示了第i个超像素块的修正变化程度，表示了第i个超像素块所属图像所对应的帧数；则表示了污水图像不再发生变化时所需的帧数。