CN114002217B - 一种通过ph试纸图像读取ph值的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种通过PH试纸图像读取PH值的方法，通过相机采集PH试纸的标准比色卡，提取不同PH值对应色卡的RGB颜色分量，构建数学模型，测试时，采集浸润后的PH试纸彩色图像，将各分量输入到构建的数学模型中，输出PH值，本发明分辨率更高，减小了主观差异造成的误差，使得最终结果更加的精准。

Description

一种通过PH试纸图像读取PH值的方法
技术领域
本发明属于PH值测定方法领域，具体涉及一种通过PH试纸图像读取PH值的方法。
背景技术
目前主要的PH测量方法主要有指示剂法、电极法和光学传感器法。传统的PH试纸测量是一种最常用的检测方式，其优点在于操作简单，成本低，速度快。不同酸碱度的待测液体浸润PH试纸后，PH试纸会呈现不同颜色，通过与标准比色卡进行对比，读取相对应的PH数值。
但是PH试纸测量酸碱度相近的液体时，颜色区分不明显，同时，对于同一种颜色的判断存在主观差异性，靠肉眼辨别很难读取到准确的PH值。本发明通过提取PH试纸彩色图像中的RGB颜色分量，根据标准比色卡图像构建的模型读取对应的PH值，分辨率更高，减小了主观差异造成的误差。
发明内容
针对现有读取PH值的缺陷，本发明提供一种通过PH试纸图像读取PH值的方法，通过提取PH试纸彩色图像中的RGB颜色分量，根据标准比色卡图像构建的模型读取对应的PH值，分辨率更高，减小了主观差异造成的误差。
为实现以上目的，本发明的技术方案是：
一种通过PH试纸图像读取PH值的方法，包括以下步骤：
首先，检测待测液体的PH值时，用待测液体将PH试纸浸润，充分反映显色后，采集PH试纸标准比色卡图像，分别提取不同PH值所对应颜色图像红、绿、蓝三个通道的分量r，g，b，将三个通道的分量进行组合计算如下：
N＝F(r,g,b)
其中，r表示图像红色通道分量；g表示绿色通道分量；b表示蓝色通道分量；F表示组合计算映射关系；N表示组合计算值；
分别计算出不同PH值色卡对应的N值，得到(Ni,PHi)，其中PHi表示PH值，Ni,表示对应的组合计算值，然后，将全部的(Ni,PHi)进行线性拟合，得到拟合曲线的方程PH＝Ψ(N)，其中Ψ表示方程的映射关系；
分别提取红、绿、蓝三个通道的分量，代入到公式N＝F(r,g,b)中并计算得到N值，然后，将N值代入到公式PH＝Ψ(N)中，计算得出最终的PH值。
本发明的有益效果为：
本发明采用采集图像的方式读取PH试纸的值，能够解决待测液体酸碱度相近时PH试纸颜色差异不明显的问题，具有更高的分辨率，此外，还减小了人眼辨别颜色时主观差异造成的偏差。该方法相较PH试纸的常规使用方法更加准确，适用于高精度的检测应用中。
附图说明
图1为不同PH值试纸图像的红绿蓝通道分量；
图2为PH值与组合计算值的对应关系函数曲线。
具体实施方式
实施例
以下结合附图对本设计方案进行详细说明。
测试时，通过相机采集PH试纸的标准比色卡，分别提取不同PH值所对应颜色图像红、绿、蓝三个通道的分量r，g，b，如图1所示，具体数据如下表所示：
将三个通道的分量进行组合计算如下：
N＝r+g-b
其中，r表示图像红色通道分量；g表示绿色通道分量；b表示蓝色通道分量；N表示组合计算值。
分别计算出不同PH值色卡对应的N值，得到(Ni,PHi)，如图2所示，其中PHi表示PH值，Ni,表示对应的组合计算值。
N 261.1908 236.7838 233.5503 175.5568 99.2044 69.6891 59.1657 53.6317
PH 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0
然后，将全部的(Ni,PHi)进行线性拟合，得到拟合曲线的方程PH＝Ψ(N)，其中Ψ表示方程的映射关系，即：
计算得出最终的PH值。

Claims (1)

1.一种通过PH试纸图像读取PH值的方法，其特征在于，包括以下步骤：
首先，检测待测液体的PH值时，用待测液体将PH试纸浸润，充分反映显色后，采集PH试纸标准比色卡图像，分别提取不同PH值所对应颜色图像红、绿、蓝三个通道的分量r，g，b，将三个通道的分量进行组合计算如下：
N＝F(r,g,b)
其中：
N＝r+g-b；
其中，r表示图像红色通道分量；g表示绿色通道分量；b表示蓝色通道分量；F表示组合计算映射关系；N表示组合计算值；
其中，分别取PH值为5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0的PH试纸标准比色卡，通过相机采集PH试纸标准比色卡的对应颜色图像红、绿、蓝三个通道的分量r，g，b值；
分别计算出不同PH值色卡对应的N值，得到PH值为5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0的PH试纸标准比色卡的N值分别为261.1908、236.7838、233.5503、175.5568、99.2044、69.6891、59.1657、53.6317，得到(Ni,PHi)，其中PHi表示PH值，Ni,表示对应的组合计算值，然后，将全部的(Ni,PHi)进行线性拟合，得到拟合曲线的方程PH＝Ψ(N)，其中Ψ表示方程的映射关系；
分别提取红、绿、蓝三个通道的分量，代入到公式N＝F(r,g,b)中并计算得到N值，然后，将N值代入到公式PH＝Ψ(N)中，计算得出最终的PH值；
其中：
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