CN106970576A - 基于图片分析的智能化污水处理监控方法 - Google Patents

基于图片分析的智能化污水处理监控方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于图片分析的智能化污水处理监控方法，包括：实时采集污水处理区域的监控视频，并每隔第一时间间隔从该监控视频图像中截取一张水池区域图像，保存为监控图片，并对监控图片做二值化处理，处理为黑白图片；计算每张监控图片中白色像素占全部像素的比例，若白色像素的比例由低向高逐渐变大且超过曝气数据阈值，则判断当前水池处于曝气过程中；如果水池处于曝气过程中，则保存该多张监控图片，并记录当前时间，直至此次曝气过程结束为止。本发明对污水曝气做到了更完整的监控，防范了污水处理的作假问题，有利于执法检查。

Description

基于图片分析的智能化污水处理监控方法
技术领域
本发明属于污水曝气监控技术领域，涉及一种基于图片分析的智能化污水处理监控方法。
背景技术
在污水生化处理系统中，曝气是将空气中的氧强制向液体中转移的过程，其目的是获得足够的溶解氧，从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用。污水池曝气的时间和次数可以真实反映该污水处理厂的实际运营情况，是十分重要的一个环节，需要严格监控。监管部门对污水池曝气状态监控的手段主要有电机工作状态的数据监控和实时的视频监控两种。数据监控主要是利用不同的传感器，通过检测污水处理厂各种电机的工作状态来确定污水处理情况，并将数据上传到服务器处理。实时视频监控，，是借助高清摄像机将监控目标的实时情况进行录制，并将视频上传到服务器处理曝气，但是由于视频数据太大，所以只能存储近期很少的一部分曝气视频数据，导致不能查看长期的视频监控证据。而且，视频监控数据太大，存储较长时间的曝气过程视频需要过高的存储成本，而大部分视频还为无用数据，造成资源的浪费。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种基于图片分析的智能化污水处理监控方法。本发明通过识别曝气过程中的图像，只存储是否曝气的关键照片，仅需要很少的数据量，解决了不能长时间存储曝气监控视频的问题。
为此，本发明提供的技术方案为：
一种基于图片分析的智能化污水处理监控方法，包括：
实时采集污水处理区域的监控视频，并每隔第一时间间隔从该监控视频图像中截取一张水池区域图像，保存为监控图片，并对监控图片做二值化处理，处理为黑白图片；
计算每张监控图片中白色像素占全部像素的比例，若白色像素的比例由低向高逐渐变大且超过曝气数据阈值，则判断当前水池处于曝气过程中；
如果水池处于曝气过程中，则保存该多张监控图片，并记录当前时间，直至此次曝气过程结束为止。
优选的是，所述的基于图片分析的智能化污水处理监控方法中，所述的曝气数据阈值为30％～35％。
优选的是，所述的基于图片分析的智能化污水处理监控方法中，所述第一时间间隔为1s。
优选的是，所述的基于图片分析的智能化污水处理监控方法中，还包括：
对于一次曝气过程中的多张监控图片，根据记录的每张监控图片的当前时间，依照时间先后顺序进行排序，为每张监控图片进行编号；
每隔第二时间间隔，取不同次曝气过程中保存的具有相同编号的监控图片进行比对，若两张监控图片的相似度小于预设相似度阈值，则判定该两次曝气过程均为可信曝气过程。
优选的是，所述的基于图片分析的智能化污水处理监控方法中，每隔第二时间间隔，取不同次曝气过程中保存的具有相同编号的监控图片进行比对，若两张监控图片的相似度大于预设相似度阈值，则判定该两次曝气过程至少有一次为非可信曝气过程。
优选的是，所述的基于图片分析的智能化污水处理监控方法中，所述第二时间间隔为2～10天。
优选的是，所述的基于图片分析的智能化污水处理监控方法中，所述预设相似度阈值为90％。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明根据污水处理过程中，污水原为黑色，而曝气过程会产生大量白色泡沫的原理，设计出对监控图像进行二值化处理，以获得黑白图片，从而计算白色像素的比例，这样，能够真实反映出污水池是否处于曝气过程中，随着曝气的进行，白色泡沫会越来越多，直至整个污水池内都是白色的，一次曝气过程结束，因此，若白色像素的比例由低向高逐渐变大且超过曝气数据阈值，可判断当前水池处理曝气过程中，同时，记录监控图片和当前时间就可以，直至此次曝气过程完成。
本发明与配合传统的污水曝气监控系统，来做到更完整的是否曝气的验证。
本发明对污水曝气做到了更完整的监控，防范了污水处理的作假问题，有利于执法检查。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本发明提供一种基于图片分析的智能化污水处理监控方法，包括如下步骤：
实时采集污水处理区域的监控视频，并每隔第一时间间隔从该监控视频图像中截取一张水池区域图像，保存为监控图片，并对监控图片做二值化处理，处理为黑白图片；
计算每张监控图片中白色像素占全部像素的比例，若白色像素的比例由低向高逐渐变大且超过曝气数据阈值，则判断当前水池处于曝气过程中；
如果水池处于曝气过程中，则保存该多张监控图片，并记录当前时间，直至此次曝气过程结束为止。
本发明根据污水处理过程中，污水原为黑色，而曝气过程会产生大量白色泡沫的原理，设计出对监控图像进行二值化处理，以获得黑白图片，从而计算白色像素的比例，这样，能够真实反映出污水池是否处于曝气过程中，随着曝气的进行，白色泡沫会越来越多，直至整个污水池内都是白色的，一次曝气过程结束，因此，若白色像素的比例由低向高逐渐变大且超过曝气数据阈值，可判断当前水池处理曝气过程中，同时，记录监控图片和当前时间就可以，直至此次曝气过程完成。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，所述的曝气数据阈值为30％～35％。白色像素在此比例时，可认为污水池处于曝气状态。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，该基于图片分析的智能化污水处理监控方法中，所述第一时间间隔为1s。1s内拍摄一次即可满足需求。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，该基于图片分析的智能化污水处理监控方法中，还包括：
对于一次曝气过程中的多张监控图片，根据记录的每张监控图片的当前时间，依照时间先后顺序进行排序，为每张监控图片进行编号；
每隔第二时间间隔，取不同次曝气过程中保存的具有相同编号的监控图片进行比对，若两张监控图片的相似度小于预设相似度阈值，则判定该两次曝气过程均为可信曝气过程。
在上述方案中，作为优选，每隔第二时间间隔，取不同次曝气过程中保存的具有相同编号的监控图片进行比对，若两张监控图片的相似度大于预设相似度阈值，则判定该两次曝气过程至少有一次为非可信曝气过程。
这样可用于判断是否是以旧的数据更改后作为当前的监控图片向监督部门发送虚假数据，若第二时间间隔内随机抽取两次的曝气过程的监控图像进行比较，两张监控图片的相似度大于预设相似度阈值时，可认为此两次曝气过程中至少有一次伪造了监控图片，从而结合其他措施再对曝气过程进行监控。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，所述第二时间间隔为2～10天。可选取2～10天内曝气过程的监控图片进行比较，若时间太长，失去了监控的意义。
在上述方案中，作为优选，所述预设相似度阈值为90％。大于90％则相似度太高，可判读为不可信监控过程，从而结合其他手段对污水处理过程进行监控。
在本发明的其中一个实施例中，一种基于图片分析的智能化污水处理监控方法，包括如下步骤：
根据监控视频图像，截取水池区域，保存监控图片，并做二值化处理，将照片处理为黑白图片。
当水池曝气时，水池中会有大量泡沫，在黑白位图中，泡沫显示为白色，此时黑白位图中，白色显示比例逐渐增大；而当不进行曝气时，黑白位图中基本都显示为黑色。
所以，根据图片中黑色和白色像素的比例，测算的曝气时的数据阈值(大约为30％-35％)，即可判断出当前水池是否为曝气过程中。
如果是曝气过程，则保存此照片，并记录当时时间。这样就对每一次曝气保留了关键图片证据。
这里说明的模块数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的基于图片分析的智能化污水处理监控方法的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
如上所述，本发明对污水曝气做到了更完整的监控，防范了污水处理的作假问题，有利于执法检查。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (7)

1.一种基于图片分析的智能化污水处理监控方法，其特征在于，包括：
实时采集污水处理区域的监控视频，并每隔第一时间间隔从该监控视频图像中截取一张水池区域图像，保存为监控图片，并对监控图片做二值化处理，处理为黑白图片；
计算每张监控图片中白色像素占全部像素的比例，若白色像素的比例由低向高逐渐变大且超过曝气数据阈值，则判断当前水池处于曝气过程中；
如果水池处于曝气过程中，则保存多张监控图片，并记录当前时间，直至此次曝气过程结束为止。
2.如权利要求1所述的基于图片分析的智能化污水处理监控方法，其特征在于，所述的曝气数据阈值为30％～35％。
3.如权利要求1所述的基于图片分析的智能化污水处理监控方法，其特征在于，所述第一时间间隔为1s。
4.如权利要求1所述的基于图片分析的智能化污水处理监控方法，其特征在于，还包括：
对于一次曝气过程中的多张监控图片，根据记录的每张监控图片的当前时间，依照时间先后顺序进行排序，为每张监控图片进行编号；
每隔第二时间间隔，取不同次曝气过程中保存的具有相同编号的监控图片进行比对，若两张监控图片的相似度小于预设相似度阈值，则判定两次曝气过程均为可信曝气过程。
5.如权利要求4所述的基于图片分析的智能化污水处理监控方法，其特征在于，每隔第二时间间隔，取不同次曝气过程中保存的具有相同编号的监控图片进行比对，若两张监控图片的相似度大于预设相似度阈值，则判定该两次曝气过程至少有一次为非可信曝气过程。
6.如权利要求4所述的基于图片分析的智能化污水处理监控方法，其特征在于，所述第二时间间隔为2～10天。
7.如权利要求4所述的基于图片分析的智能化污水处理监控方法，其特征在于，所述预设相似度阈值为90％。
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