CN117233055A - 泥沙含量测量方法及装置、电子设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种泥沙含量测量方法及装置、电子设备和存储介质，属于水处理领域。该方法包括获取光源发出的光经过含泥沙的水体后的光谱信息，所述光谱信息包括：散射信号的强度和透射信号的强度，所述光源为发射光波长为可见光至近红外光的宽光谱光源；根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，其中，单个所述散射信号或单个所述透射信号被确定为所述目标光信号的概率，与单个所述散射信号或单个所述透射信号的信噪比和线性度均正相关；对所述目标光信号进行光谱分析，确定所述水体中的泥沙含量。本方法可以增加适用的水体场景，并提高确定泥沙含量的准确性。
Description
技术领域
本公开涉及水处理领域，尤其涉及一种泥沙含量测量方法及装置、电子设备和存储介质。
背景技术
水是地球生物赖以存在的物质基础，水资源是维系地球生态环境可持续发展的首要条件。因此，善用、保护水资源成为环境保护的重要一环。其中，监测现有水资源质量、改善现有水资源质量又是可持续发展能力的重要体现。
目前水文上测量河流含沙量的主要方法是传统称重法：人工取样，使用烘干法测量含沙量。该方法从样品的采集到分析，均需要大量人力、物力和时间的投入，而且测量周期长，操作过程繁琐，劳动强度大，难以实时。
虽然近几年也出现了很多其他的方法，例如电容法和超声波法，但电容法是通过测量水样的电容变化，从而间接测量含沙水样的含沙量。一般来说，水流含沙量和电容传感器的输出呈线性关系，但是，由于电容受温度、土壤含盐量、土壤种类和径流流速影响较大，电容法难以推广应用。而超声波法主要是根据声波穿过水体时的衰退规律来间接测量水体含沙量，分为超声波衰减发和超声波反射法，但是由于超声波在穿过水体时，会与水流或者水流中的泥沙发生相互作用，甚至会打碎泥沙颗粒，改变含沙水样的组成，造成误差，因此也不常用。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种泥沙含量测量方案。
根据本公开的一方面，提供了一种泥沙含量测量方法，包括：获取光源发出的光经过含泥沙的水体后的光谱信息，所述光谱信息包括：散射信号的强度和透射信号的强度，所述光源为发射光波长为可见光至近红外光的宽光谱光源；根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，其中，单个所述散射信号或单个所述透射信号被确定为所述目标光信号的概率，与单个所述散射信号或单个所述透射信号的信噪比和线性度均正相关；对所述目标光信号进行光谱分析，确定所述水体中的泥沙含量。
在一种可能的实现方式中，所述光谱信息包括：至少一路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值，所述根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，包括：在所述至少一路散射信号中，确定强度最强的第一散射信号；在所述第一散射信号的强度小于所述散射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号确定为目标光信号，其中所述散射强度阈值根据散射信号的信噪比和线性度确定。
在一种可能的实现方式中，所述光谱信息包括：至少两路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：透射强度阈值，所述根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，包括：在所述至少一路透射信号中，确定强度最强的第一透射信号；在所述第一透射信号的强度小于所述透射强度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述透射强度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确定。
在一种可能的实现方式中，所述光信号包括：至少两路散射信号和至少一路透射信号，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和透射强度阈值，所述根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，包括：在所述至少两路散射信号中，确定强度最强的第一散射信号，在所述至少一路透射信号中，确定强度最强的第一透射信号；在所述第一散射信号的强度小于所述散射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号确定为目标光信号；在所述第一透射信号的强度小于所述透射强度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号；在所述第一散射信号的强度不小于所述散射强度阈值且所述第一透射信号的强度不小于所述透射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号和至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述散射强度阈值根据散射信号的信噪比和线性度确定，所述透射强度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确认。
在一种可能的实现方式中，所述预设强度阈值包括：吸光度阈值，所述根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，包括：确定所述至少一路透射信号的强度对应的吸光度；在各所述吸光度中，确定数值最小的第一吸光度；在所述第一吸光度不小于所述吸光度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述吸光度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确认。
在一种可能的实现方式中，所述光谱信息包括：至少两路散射信号和至少一路透射信号，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和吸光度阈值，所述根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，包括：在所述至少两路散射信号中，确定强度最强的第一散射信号，确定所述至少一路透射信号的强度对应的吸光度，在各所述吸光度中，确定数值最小的第一吸光度；在所述第一散射信号的强度小于所述散射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号确定为目标光信号；在所述第一吸光度不小于所述吸光度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号；在所述第一散射信号的强度不小于所述散射强度阈值且所述第一吸光度小于所述吸光度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号和至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述散射强度阈值根据散射信号的信噪比和线性度确定，所述吸光度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确认。
在一种可能的实现方式中，所述对所述目标光信号进行光谱分析，确定所述水体中的泥沙含量，包括：将所述目标光信号对应的率谱信息，输入至光谱分析模型，得到所述水体中的泥沙含量。
在一种可能的实现方式中，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和透射强度阈值，所述光谱分析模型的训练过程，包括：根据所述散射强度阈值对应的泥沙浓度，以及所述透射强度阈值对应的泥沙浓度，确定至少三个泥沙浓度等级；分别在所述三个泥沙浓度等级下，采集多个训练样本，单个所述训练样本包含至少两路散射信号和至少一路透射信号；将所述多个训练样本输入至所述光谱分析模型，得到与训练样本一一对应的泥沙含量分析值；利用多个所述泥沙含量分析值与各自对应的训练样本的真值的差异，更新所述光谱分析模型，直至所述差异满足预设条件；或者所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和吸光度阈值，所述光谱分析模型的训练过程，包括：根据所述散射强度阈值对应的泥沙浓度，以及所述吸光度阈值对应的泥沙浓度，确定至少三个泥沙浓度等级；分别在所述三个泥沙浓度等级下，采集多个训练样本，单个所述训练样本包含至少两路散射信号和至少一个吸光度；将所述多个训练样本输入至所述光谱分析模型，得到与训练样本一一对应的泥沙含量分析值；利用多个所述泥沙含量分析值与各自对应训练样本的真值的差异，更新所述光谱分析模型，直至所述差异满足预设条件。
根据本公开的另一方面，提供了一种泥沙测量装置，包括：
光谱信息获取单元，用于获取光源发出的光经过含泥沙的水体后的光谱信息，所述光谱信息包括：散射信号的强度和透射信号的强度，所述光源为发射光波长为可见光至近红外光的宽光谱光源；
目标光信号确定单元，用于根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，其中，单个所述散射信号或单个所述透射信号被确定为所述目标光信号的概率，与单个所述散射信号或单个所述透射信号的信噪比和线性度均正相关；
泥沙含量确定单元，用于对所述目标光信号进行光谱分析，确定所述水体中的泥沙含量。
在一种可能的实现方式中，所述光谱信息包括：至少一路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值，所述目标光信号确定单元，包括：
第一散射信号确定单元，用于在所述至少一路散射信号中，确定强度最强的第一散射信号；
第一目标光信号确定单元，用于在所述第一散射信号的强度小于所述散射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号确定为目标光信号，其中所述散射强度阈值根据散射信号的信噪比和线性度确定。
在一种可能的实现方式中，所述光谱信息包括：至少两路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：透射强度阈值，所述目标光信号确定单元，包括：
第一透射信号确定单元，用于在所述至少一路透射信号中，确定强度最强的第一透射信号；
第二目标光信号确定单元，用于在所述第一透射信号的强度小于所述透射强度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述透射强度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确定。
在一种可能的实现方式中，所述光谱信息包括：至少两路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和透射强度阈值，所述目标光信号确定单元，包括：
第一透、散射信号确定单元，用于在所述至少两路散射信号中，确定强度最强的第一散射信号，在所述至少一路透射信号中，确定强度最强的第一透射信号；
第三目标光信号确定单元，用于在所述第一散射信号的强度小于所述散射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号确定为目标光信号；
第四目标光信号确定单元，在所述第一透射信号的强度小于所述透射强度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号；
第五目标光信号确定单元，在所述第一散射信号的强度不小于所述散射强度阈值且所述第一透射信号的强度不小于所述透射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号和至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述散射强度阈值根据散射信号的信噪比和线性度确定，所述透射强度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确认。
在一种可能的实现方式中，，所述光谱信息包括：至少两路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：吸光度阈值，所述目标光信号确定单元，包括：
吸光度确定单元，用于确定所述至少一路透射信号的强度对应的吸光度；
第一吸光度确定单元，用于在各所述吸光度中，确定数值最小的第一吸光度；
第六目标信号确定单元，用于在所述第一吸光度不小于所述吸光度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述吸光度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确认。
在一种可能的实现方式中，所述光谱信息包括：至少两路散射信号和至少一路透射信号，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和吸光度阈值，所述目标光信号确定单元，包括：
第一吸光度、散射信号确定单元，用于在所述至少两路散射信号中，确定强度最强的第一散射信号，确定所述至少一路透射信号的强度对应的吸光度，在各所述吸光度中，确定数值最小的第一吸光度；
第七目标信号确定单元，用于在所述第一散射信号的强度小于所述散射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号确定为目标光信号；
第八目标信号确定单元，用于在所述第一吸光度不小于所述吸光度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号；
第九目标信号确定单元，用于在所述第一散射信号的强度不小于所述散射强度阈值且所述第一吸光度小于所述吸光度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号和至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述散射强度阈值根据散射信号的信噪比和线性度确定，所述吸光度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确认。
在一种可能的实现方式中，所述泥沙含量确定单元，包括：
泥沙含量确定子单元，用于将所述目标光信号对应的率谱信息，输入至光谱分析模型，得到所述水体中的泥沙含量。
在一种可能的实现方式中，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和透射强度阈值，所述光谱分析模型的训练过程，包括：
根据所述散射强度阈值对应的泥沙浓度，以及所述透射强度阈值对应的泥沙浓度，确定至少三个泥沙浓度等级；
分别在所述三个泥沙浓度等级下，采集多个训练样本，单个所述训练样本包含至少两路散射信号和至少一路透射信号；
将所述多个训练样本输入至所述光谱分析模型，得到与训练样本一一对应的泥沙含量分析值；
利用多个所述泥沙含量分析值与各自对应的训练样本的真值的差异，更新所述光谱分析模型，直至所述差异满足预设条件；或者
所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和吸光度阈值，所述光谱分析模型的训练过程，包括：
根据所述散射强度阈值对应的泥沙浓度，以及所述吸光度阈值对应的泥沙浓度，确定至少三个泥沙浓度等级；
分别在所述三个泥沙浓度等级下，采集多个训练样本，单个所述训练样本包含至少两路散射信号和至少一个吸光度；
将所述多个训练样本输入至所述光谱分析模型，得到与训练样本一一对应的泥沙含量分析值；
利用多个所述泥沙含量分析值与各自对应训练样本的真值的差异，更新所述光谱分析模型，直至所述差异满足预设条件。
根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为在执行所述存储器存储的指令时，实现上述方法。
根据本公开的另一方面，提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。
根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可读代码在电子设备的处理器中运行时，所述电子设备中的处理器执行上述方法。
本公开中的方法，是将散射信号和透射信号结合起来使用。由于在一般情况下，光信号的强度越强越适用于测量，但是高浓度时透射吸光度随浓度变化发生多级散射会偏离线性，为了提高计算的精度，单个散射信号或单个透射信号被确定为目标信号的概率，与单个散射信号或单个透射信号的信噪比和线性度均正相关。所以根据光信号的强度与预设强度阈值的对应关系，强度阈值根据信噪比和线性度确定，来选择强度适用于测量的光信号作为目标光信号，降低了因光信号的强度弱使得测量结果不准确的概率。另外，由于在同一水体中，散射信号和透射信号两者的强度此消彼长，因此，在两者之一不适用于测量泥沙含量的情况下，可以使用另一个进行泥沙含量测量。二者互相补充，拓宽了泥沙含量的测量量程，增加了适用的水体场景，增强了本方法的通用性。
而且，水体的环境因素对于获得准确的散射信号和透射信号的影响小。在不同温度、泥沙成分、流速的水体中均可以稳定地获得准确的散射信号和透射信号。不光如此，本方法对于水体的影响也微乎其微，不会在测量泥沙含量时破坏泥沙颗粒，改变含沙水样，提高确定泥沙含量的准确性。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1提供本公开实施例的泥沙含量测量方法的流程示意图。
图2提供本公开实施例的泥沙含量测量装置的结构示意图。
图3提供本公开实施例的一种用于泥沙含量测量的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
图1提供本公开实施例的泥沙含量测量方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括：
S11，获取光源发出的光经过含泥沙的水体后的光谱信息，所述光谱信息包括：散射信号的强度和透射信号的强度，所述光源为发射光波长为可见光至近红外光的宽光谱光源。
在本公开实施例中，光源可以发出至少一路光。光源发出的光经过同一水体后可以产生多个光信号。光信号的类型可以包括：散射信号和透射信号。每个光信号都可以对应一个光谱信息。这里的多个光信号可以来自多个光路，也可以来自同一光路。例如：可以在水体中设置光路A、光路B、光路C，可以获得光路A的散射信号a，光路B的散射信号b和透射信号b，光路C的透射信号c。在这个例子中，共获得散射信号a、散射信号b、透射信号b、透射信号c这四个光信号。以上仅为示例，本公开实施例对于光路的数量、各光信号是否来自同一光路不做限定。可选的，光源用于发出390nm-1000nm范围内的光。例如：390nm、400nm、500nm、650nm、700nm、760nm、800nm、900nm、950nm、1000nm等等，这里就不再一一赘述。
S12，根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，其中，单个所述散射信号或单个所述透射信号被确定为所述目标光信号的概率，与单个所述散射信号或单个所述透射信号的强度呈信噪比和线性度均正相关。预设强度阈值可以包括表征散射信号是否适用于测量泥沙浓度的阈值，以及表征透射信号是否适用于测量泥沙浓度的阈值。并且，单一类型的光信号可以对应至少一种阈值。例如：散射信号可以对应散射强度阈值。再例如，由于在一定吸光度范围内，水体的吸光度与透射信号负相关。所以，光在水体中透射的程度可以用透射信号强度或者吸光度来表示。因此，透射信号可以对应透射强度阈值，也可以对应吸光度阈值。浓度越低透射率越高，吸光度越小。吸光度并不是一直随浓度线性增加。当介质吸收饱和时，或者出射信号强度与环境噪声可比拟的时候，吸光度将不再随浓度线性增加，所以用透射信号测浓度只能适用于低于饱和浓度的范围。以上仅为示例，本公开实施例对于预设强度阈值的具体形式不做限定。
另外，预设强度阈值可以为单一的数值，也可以为一个数值范围。在本公开实施例中，可以将各光信号的强度，与其对应的强度阈值进行比较，得到判断结果；或者判断是否落入阈值范围，得到判断结果。根据判断结果，确定出目标光信号。由于，单个光信号越强，准确获得该光信号的光谱信息的概率越大，但是高浓度时透射吸光度随浓度变化发生多级散射会偏离线性，为了提高计算的精度，单个散射信号或单个透射信号被确定为目标信号的概率，与单个散射信号或单个透射信号的信噪比和线性度均正相关。
S13，对所述目标光信号进行光谱分析，确定所述水体中的泥沙含量。
在确定了目标光信号之后，可以对目标光信号进行光谱分析，得到目标光信号的光谱信息；再根据光谱信息确定出水体中的泥沙含量。对于确定泥沙含量的方法，将在下文中详细介绍。
本公开实施例中的方法，是将散射信号和透射信号结合起来使用。由于在一般情况下，光信号的强度越强越适用于测量，但是高浓度时透射吸光度随浓度变化发生多级散射会偏离线性，为了提高计算的精度，单个散射信号或单个透射信号被确定为目标信号的概率，与单个散射信号或单个透射信号的信噪比和线性度均正相关。所以根据光信号的强度与预设强度阈值的对应关系，强度阈值根据信噪比和线性度确定，来选择强度适用于测量的光信号作为目标光信号，降低了因光信号的强度弱使得测量结果不准确的概率。另外，由于在同一水体中，散射信号和透射信号两者的强度此消彼长，因此，在两者之一不适用于测量泥沙含量的情况下，可以使用另一个进行泥沙含量测量。二者互相补充，拓宽了泥沙含量的测量量程，增加了适用的水体场景，增强了本方法的通用性。
而且，水体的环境因素对于获得准确的散射信号和透射信号的影响小。在不同温度、泥沙成分、流速的水体中均可以稳定地获得准确的散射信号和透射信号。不光如此，本方法对于水体的影响也微乎其微，不会在测量泥沙含量时破坏泥沙颗粒，改变含沙水样，提高确定泥沙含量的准确性。
在一种可能的实现方式中，所述光谱信息包括：至少一路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值，所述根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，包括：在所述至少一路散射信号中，确定强度最强的第一散射信号；在所述第一散射信号的强度小于所述散射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号确定为目标光信号，其中所述散射强度阈值根据散射信号的信噪比和线性度确认。
可选地，在所述第一散射信号的强度不小于所述散射强度阈值的情况下，可以将至少一路散射信号确定为目标光信号。
第一散射信号可以为至少一路散射信号中，强度最强的散射信号。散射强度阈值可以表征散射信号适用于测量水体泥沙含量的最低强度值。
在本公开实施例中，可以将第一散射信号的强度与散射强度阈值进行数值大小比较。如果，第一散射信号的强度小于散射强度阈值，说明在至少一路散射信号中所有散射信号均小于散射强度阈值。那么，这至少一路散射信号中的各散射信号都不适用于测量泥沙含量。在这种情况下，说明水体中泥沙浓度较小，有利于光的透射，所以透射信号的强度更适合于测量。因此，在这种情况下，使用透射信号进行测量，可以提高测量准确性。
通过，将第一散射信号的强度与散射强度阈值进行数值比较，可以判断出散射信号是否适用于在当前水体中测量泥沙含量。散射强度阈值根据散射信号的信噪比和线性度确定。在散射信号不适用的情况下，也可以获得准确的泥沙含量。既提高了测量泥沙含量的准确性，又增强了普适性。
在一种可能的实现方式中，所述光谱信息包括：至少两路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：透射强度阈值，所述根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，包括：在所述至少一路透射信号中，确定强度最强的第一透射信号；在所述第一透射信号的强度小于所述透射强度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述透射强度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确定。
可选地，在所述第一透射信号的强度不小于所述透射强度阈值的情况下，可以将至少一路透射信号确定为目标光信号。
第一透射信号可以为至少一路透射信号中，强度最强的透射信号。透射强度阈值可以表征透射信号适用于测量水体泥沙含量的最低强度值。
在本公开实施例中，可以将第一透射信号的强度与透射强度阈值进行数值大小比较。如果，第一透射信号的强度小于透射强度阈值，说明在至少一路透射信号中所有透射信号均小于透射强度阈值。那么，这至少一路透射信号中的各透射信号都不适用于测量泥沙含量。在这种情况下，说明水体中泥沙浓度较大，透光性不强，有利于光的散射，所以散射信号的强度更适合于测量。因此，在这种情况下，使用散射信号进行测量，可以提高测量准确性。
另外，不仅泥沙浓度会影响光在水中的散射，泥沙的粒径也起到一定的影响作用。为了消除泥沙粒径带来的这种影响，在本公开实施例中可以使用两路散射信号作为目标光信号。由于这两路散射信号均在同一水体中获得，所以在确定泥沙含量时可以消除泥沙粒径对于散射的影响，使得散射信号更准确地反映泥沙含量。
通过，将第一透射信号的强度与透射强度阈值进行数值比较，可以判断出透射信号是否适用于在当前水体中测量泥沙含量。在透射信号不适用的情况下，也可以获得准确的泥沙含量。既提高了测量泥沙含量的准确性，又增强了普适性。
在一种可能的实现方式中，所述光谱信息包括：至少两路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和透射强度阈值，所述根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，包括：在所述至少两路散射信号中，确定强度最强的第一散射信号，在所述至少一路透射信号中，确定强度最强的第一透射信号；在所述第一散射信号的强度小于所述散射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号确定为目标光信号；在所述第一透射信号的强度小于所述透射强度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号；在所述第一散射信号的强度不小于所述散射强度阈值且所述第一透射信号的强度不小于所述透射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号和至少两路散射信号确定为目标光信号。
第一散射信号可以为至少两路散射信号中，强度最强的散射信号。第一透射信号可以为至少一路透射信号中，强度最强的透射信号。散射强度阈值可以表征散射信号适用于测量水体泥沙含量的最低强度值。透射强度阈值可以表征透射信号适用于测量水体泥沙含量的最低强度值。
在本公开实施例中，可以将第一散射信号的强度与散射强度阈值进行数值大小比较。如果，第一散射信号的强度不小于散射强度阈值，说明至少第一散射信号适用于测量当前水体中的泥沙含量。可以继续在这至少两路散射信号中，确定出强度不小于散射强度阈值的散射信号。为了下文便于描述，将所确定出来的散射信号命名为第二散射信号。第二散射信号中的各散射信号均适用于在当前水体中测量泥沙含量。
在本公开实施例中，可以将第一透射信号的强度与透射强度阈值进行数值大小比较。如果，第一透射信号的强度不小于透射强度阈值，说明至少第一透射信号适用于测量当前水体中的泥沙含量。可以继续在这至少一路透射信号中，确定出强度不小于透射强度阈值的透射信号。为了下文便于描述，将所确定出来的透射信号命名为第二透射信号。第二透射信号中的各透射信号均适用于在当前水体中测量泥沙含量。
如前所述，由于，不仅泥沙浓度会影响光在水中的散射，泥沙的粒径也起到一定的影响作用。为了消除泥沙粒径带来的这种影响，在本公开实施例中，可以从第一散射信号中任意选择出一个散射信号，从第二散射信号中任意选择出一个散射信号，并将这两个选出的光信号作为目标信号。由于这两个选择出的光信号，是在同一水体中获得的，在确定泥沙含量的过程中，可以消除掉泥沙粒径对于散射的影响。这样一来，可以提高测量泥沙含量的准确性。
如果，第一散射信号的强度小于散射强度阈值，说明至少一路散射信号中所有散射信号均小于散射强度阈值。那么，这至少一路散射信号中的各散射信号都不适用于测量泥沙含量。在这种情况下，使用透射信号进行测量，可以提高测量准确性。如果，第一透射信号的强度小于透射强度阈值，说明至少一路透射信号中所有透射信号均小于透射强度阈值。那么，这至少一路透射信号中的各透射信号都不适用于测量泥沙含量。在这种情况下，使用散射信号进行测量，可以提高测量准确性。
因此，本公开实施例的方法，既提高了测量泥沙含量的准确性，又增强了普适性。
在一种可能的实现方式中，所述光谱信息包括：至少两路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：吸光度阈值，所述根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，包括：确定所述至少一路透射信号的强度对应的吸光度；在各所述吸光度中，确定数值最小的第一吸光度；在所述第一吸光度不小于所述吸光度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号。
在本公开实施例中，可以使用吸光度来表征水体对于光的吸收程度。透射信号的强度与吸光度呈负相关。单个透射信号被确定为目标光信号的概率，与该透射信号对应的吸光度呈负相关。
第一吸光度可以为至少一路透射信号中，各透射信号对应的吸光度数值最小的一个。
吸光度阈值可以表征适用于测量水体泥沙含量的透射信号的最大吸光度。
在本公开实施例中，可以将第一吸光度与吸光度阈值进行数值大小比较。如果，第一吸光度大于透射强度阈值，说明至少一路透射信号中所有透射信号对应的吸光度均大于吸光度阈值。那么，这至少一路透射信号中的各透射信号都不适用于测量泥沙含量。在这种情况下，说明水体中泥沙浓度较大，透光性不强，但有利于光的散射，所以散射信号的强度更适合于测量。因此，在这种情况下，使用散射信号进行测量，可以提高测量准确性。
如前所述，不仅泥沙浓度会影响光在水中的散射，泥沙的粒径也起到一定的影响作用。为了消除泥沙粒径带来的这种影响，在本公开实施例中可以使用两路散射信号作为目标光信号。由于这两路散射信号均在同一水体中获得，所以在确定泥沙含量时可以消除泥沙粒径对于散射的影响。
通过，将第一吸光度与吸光度阈值的进行数值比较，可以判断出透射信号是否适用于在当前水体中测量泥沙含量。在透射信号不适用的情况下，也可以获得准确的泥沙含量。既提高了测量泥沙含量的准确性，又增强了普适性。
在一种可能的实现方式中，所述光谱信息包括：至少两路散射信号和至少一路透射信号，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和吸光度阈值，所述根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，包括：在所述至少两路散射信号中，确定强度最强的第一散射信号，确定所述至少一路透射信号的强度对应的吸光度，在各所述吸光度中，确定数值最小的第一吸光度；在所述第一散射信号的强度小于所述散射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号确定为目标光信号；在所述第一吸光度不小于所述吸光度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号；在所述第一散射信号的强度不小于所述散射强度阈值且所述第一吸光度小于所述吸光度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号和至少两路散射信号确定为目标光信号。
第一散射信号可以为至少两路散射信号中，强度最强的散射信号。散射强度阈值可以表征散射信号适用于测量水体泥沙含量的最低强度值。
在本公开实施例中，可以使用吸光度来表征水体对于光的吸收程度。透射信号的强度与吸光度呈负相关。单个透射信号被确定为目标光信号的概率，与该透射信号对应的透光度呈负相关。
吸光度阈值可以表征适用于测量水体泥沙含量的透射信号的最大吸光度。
在本公开实施例中，可以将第一散射信号的强度与散射强度阈值进行数值大小比较。如果，第一散射信号的强度不小于散射强度阈值，说明至少第一散射信号适用于在当前水体中测量泥沙含量。可以继续在这至少两路散射信号中，确定出强度不小于散射强度阈值的散射信号。为了下文便于描述，将所确定出来的散射信号命名为第二散射信号。第二散射信号中的各散射信号均适用于在当前水体中测量泥沙含量。
在本公开实施例中，可以确定至少一路透射信号对应的吸光度。将各吸光度与吸光度阈值进行数值大小比较。通过数值比较，确定出数值最小的第一吸光度。如果，第一吸光度小于吸光度阈值，说明至少第一吸光度对应的透射信号适用于在当前水体中测量泥沙含量。可以继续在这至少一路透射信号中，确定出吸光度小于吸光度阈值的透射信号。为了下文便于描述，将这些确定出的透射信号命名为第四透射信号。第四透射信号中的各透射信号均适用于在当前水体中测量泥沙含量。
如前所述，不仅泥沙浓度会影响光在水中的散射，泥沙的粒径也起到一定的影响作用。为了消除泥沙粒径带来的这种影响，在本公开实施例中，可以从第一散射信号中任意选择出一个散射信号，从第二散射中任意选择一个散射信号，并将这两个选出的光信号作为目标信号。由于这两个选择出的光信号，是在同一水体中获得的，所以，在确定泥沙含量的过程中，抵消掉泥沙粒径对于散射的影响。这样一来，可以提高测量泥沙含量的准确性。
如果，第一散射信号的强度小于散射强度阈值，说明至少两路散射信号中所有散射信号均小于散射强度阈值。那么，这至少两路散射信号中的各散射信号都不适用于测量泥沙含量。在这种情况下，使用透射信号进行测量，可以提高测量准确性。如果，第一吸光度不小于吸光度阈值，说明至少一路透射信号中所有透射信号均不小于吸光度阈值。那么，这至少一路透射信号中的各透射信号都不适用于测量泥沙含量。在这种情况下，使用散射信号进行测量，可以提高测量准确性。
因此，本公开实施例的方法，既提高了测量泥沙含量的准确性，又增强了普适性。
在一种可能的实现方式中，所述对所述目标光信号进行光谱分析，确定所述水体中的泥沙含量，包括：将所述目标光信号对应的率谱信息，输入至光谱分析模型，得到所述水体中的泥沙含量。通过不同率谱信息对应的算法计算泥沙含量，例如当输入的为散射信号时，对应的是根据散射信号-泥沙含量的算法计算泥沙含量，当输入的为透射信号时，对应的是根据透率谱-泥沙含量的算法计算泥沙含量，当输入的为透射信号+散射信号时，对应的是根据透射-散射信号-泥沙含量的算法计算泥沙含量。
透射信号采用的是吸光度，透射率谱横坐标是入射光的波长，纵坐标是该波长下的吸光度。散射率谱采用的是散射率，横坐标是入射光的波长，纵坐标是该波长下的散射率。不同路的透射率可能光程不一样，不同路的散射率散射角不一样。进一步的，散射强度阈值根据散射率谱的信噪比和线性度确定，透射强度阈值根据透射率谱的信噪比和线性度确定。
所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和透射强度阈值，所述光谱分析模型的训练过程，包括：根据所述散射强度阈值对应的泥沙浓度，以及所述透射强度阈值对应的泥沙浓度，确定至少三个泥沙浓度等级；分别在所述三个泥沙浓度等级下，采集多个训练样本，单个所述训练样本包含至少两路散射信号和至少一路透射信号；将所述多个训练样本输入至所述光谱分析模型，得到与训练样本一一对应的泥沙含量分析值；利用多个所述泥沙含量分析值与各自对应的训练样本的真值的差异，更新所述光谱分析模型，直至所述差异满足预设条件。
在本公开实施例中，可以利用光谱分析模型对目标信号进行光谱分析，得到光谱信息，再根据光谱信息，确定出水体中的泥沙含量。
在本公开实施例中，散射强度阈值可以表征散射信号适用于测量水体泥沙含量的最低强度值。散射信号的强度与水体的泥沙浓度呈正相关。散射强度阈值可以对应一个泥沙浓度值。
透射强度阈值可以表征透射信号适用于测量水体泥沙含量的最低强度值。透射信号的强度与水体的泥沙浓度呈负相关。透射强度阈值可以对应一个泥沙浓度值。
在本公开实施例中，可以利用散射强度阈值对应的泥沙浓度值和透射强度阈值对应的泥沙浓度值确定出至少三个泥沙浓度等级。示例性地，散射浓度阈值对应的泥沙浓度为a，透射强度阈值对应的泥沙浓度为b，其中，a和b的单位均为克/立方米，且a大于b。则，当水体中泥沙浓度小于b时，该水体泥沙浓度等级为一级；当水体中泥沙浓度不小于b且小于a时，该水体泥沙浓度等级为二级；当水体中泥沙浓度不小于a时，该水体泥沙浓度等级为三级。
在本公开实施例中，可以分别在以上三个泥沙浓度等级下，采集多个光信号，构成训练样本。单个训练样本包含至少两路散射信号和至少一路透射信号。单个训练样本可以对应一个真值，该真值为采集该训练样本时水体的泥沙含量。
这样，可以训练光谱分析模型针对从不同泥沙含量的水体中获得的光信号，准确选择目标光信号，进行水体中泥沙含量预测，以提高确定泥沙含量的准确性。
在一种可能的实现方式中所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和吸光度阈值，所述光谱分析模型的训练过程，包括：根据所述散射强度阈值对应的泥沙浓度，以及所述吸光度阈值对应的泥沙浓度，确定至少三个泥沙浓度等级；分别在所述三个泥沙浓度等级下，采集多个训练样本，单个所述训练样本包含至少两路散射信号和至少一个吸光度；将所述多个训练样本输入至所述光谱分析模型，得到与训练样本一一对应的泥沙含量分析值；利用多个所述泥沙含量分析值与各自对应训练样本的真值的差异，更新所述光谱分析模型，直至所述差异满足预设条件。
在本公开实施例中，散射强度阈值可以表征散射信号适用于测量水体泥沙含量的最低强度值。散射信号的强度与水体的泥沙浓度呈正相关。散射强度阈值可以对应一个泥沙浓度值。
吸光度阈值可以表征适用于测量水体泥沙含量的透射信号的最大吸光度。吸光度与水体的泥沙浓度呈正相关。吸光度阈值可以对应一个泥沙浓度值。
在本公开实施例中，可以利用散射强度阈值对应的泥沙浓度值和吸光度阈值对应的泥沙浓度值确定出至少三个泥沙浓度等级。示例性地，散射浓度阈值对应的泥沙浓度为c，吸光度阈值对应的泥沙浓度为d，其中，c和d的单位均为克/立方米，且c大于d。则，当水体中泥沙浓度小于d时，该水体泥沙浓度等级为一级；当水体中泥沙浓度不小于d且小于c时，该水体泥沙浓度等级为二级；当水体中泥沙浓度不小于c时，该水体泥沙浓度等级为三级。在一个示例中，还可以将这三个泥沙浓度等级进行进一步细分。例如：可以在期望泥沙浓度测量量程的最小值，与吸光度阈值对应的泥沙浓度d所构成的第一数值范围内设置n个阈值（n为正整数），因此第一数值范围被划分为n+1个子数值范围，每个子数值范围对应一个泥沙浓度等级。对于泥沙浓度d与散射浓度阈值对应的泥沙浓度c所构成的第二数值范围、以及泥沙浓度c与期望泥沙浓度测量量程的最大值所构成的第三数值范围，可以使用相同的方法各设置多个子数值范围，单个子数值范围可以对应一个泥沙浓度。本公开实施例对于子数值范围的数量不做限定。
在本公开实施例中，可以分别在以上至少三个泥沙浓度等级下，采集多个光信号，构成训练样本。单个训练样本包含至少两路散射信号和至少一路透射信号。单个训练样本可以对应一个真值，该真值为采集该训练样本时水体的泥沙含量。
由于三个泥沙浓度等级可以是根据预设强度阈值确定的，可以直接针对本公开实施例中的光谱分析模型的测量量程，提升训练效率。并且，可以将泥沙浓度进行细化，使得采集的训练样本尽可能均匀地分布在期望测量量程内，提高了模型训练的准确性。单个训练样本包含至少两路散射信号和至少一个吸光度。这样，可以训练光谱分析模型针对从不同泥沙含量的水体中获得的光信号，准确选择目标光信号，进行水体中泥沙含量预测，以提高确定泥沙含量的准确性。
由于，水体对于光的吸收达到饱和前，吸光度与水体浓度呈线性正相关。而，透射信号的强度与水体浓度呈非线性正相关。所以，使用吸光度代替透射信号的强度，可以使得建立光谱分析模型的过程更为简单易行。且，经过训练后，光谱分析模型更加稳定。
图2提供本公开实施例的泥沙含量测量装置的结构示意图，该装置200包括：
光谱信息获取单元201，用于获取光源发出的光经过含泥沙的水体后的光谱信息，所述光谱信息包括：散射信号的强度和透射信号的强度，所述光源为发射光波长为可见光至近红外光的宽光谱光源；
目标光信号确定单元202，用于根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，其中，单个所述散射信号或单个所述透射信号被确定为所述目标光信号的概率，与单个所述散射信号或单个所述透射信号的信噪比和线性度均正相关；
泥沙含量确定单元203，用于对所述目标光信号进行光谱分析，确定所述水体中的泥沙含量。
在一种可能的实现方式中，所述光谱信息包括：至少一路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值，所述目标光信号确定单元202，包括：
第一散射信号确定单元，用于在所述至少一路散射信号中，确定强度最强的第一散射信号；
第一目标光信号确定单元，用于在所述第一散射信号的强度小于所述散射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号确定为目标光信号，其中所述散射强度阈值根据散射信号的信噪比和线性度确定。
在一种可能的实现方式中，所述光谱信息包括：至少两路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：透射强度阈值，所述目标光信号确定单元202，包括：
第一透射信号确定单元，用于在所述至少一路透射信号中，确定强度最强的第一透射信号；
第二目标光信号确定单元，用于在所述第一透射信号的强度小于所述透射强度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述透射强度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确定。
在一种可能的实现方式中，所述光谱信息包括：至少两路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和透射强度阈值，所述目标光信号确定单元202，包括：
第一透、散射信号确定单元，用于在所述至少两路散射信号中，确定强度最强的第一散射信号，在所述至少一路透射信号中，确定强度最强的第一透射信号；
第三目标光信号确定单元，用于在所述第一散射信号的强度小于所述散射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号确定为目标光信号；
第四目标光信号确定单元，在所述第一透射信号的强度小于所述透射强度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号；
第五目标光信号确定单元，在所述第一散射信号的强度不小于所述散射强度阈值且所述第一透射信号的强度不小于所述透射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号和至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述散射强度阈值根据散射信号的信噪比和线性度确定，所述透射强度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确认。
在一种可能的实现方式中，，所述光谱信息包括：至少两路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：吸光度阈值，所述目标光信号确定单元202，包括：
吸光度确定单元，用于确定所述至少一路透射信号的强度对应的吸光度；
第一吸光度确定单元，用于在各所述吸光度中，确定数值最小的第一吸光度；
第六目标信号确定单元，用于在所述第一吸光度不小于所述吸光度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述吸光度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确认。
在一种可能的实现方式中，所述光谱信息包括：至少两路散射信号和至少一路透射信号，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和吸光度阈值，所述目标光信号确定单元202，包括：
第一吸光度、散射信号确定单元，用于在所述至少两路散射信号中，确定强度最强的第一散射信号，确定所述至少一路透射信号的强度对应的吸光度，在各所述吸光度中，确定数值最小的第一吸光度；
第七目标信号确定单元，用于在所述第一散射信号的强度小于所述散射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号确定为目标光信号；
第八目标信号确定单元，用于在所述第一吸光度不小于所述吸光度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号；
第九目标信号确定单元，用于在所述第一散射信号的强度不小于所述散射强度阈值且所述第一吸光度小于所述吸光度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号和至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述散射强度阈值根据散射信号的信噪比和线性度确定，所述吸光度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确认。
在一种可能的实现方式中，所述泥沙含量确定单元203，包括：
泥沙含量确定子单元，用于将所述目标光信号对应的率谱信息，输入至光谱分析模型，得到所述水体中的泥沙含量。
在一种可能的实现方式中，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和透射强度阈值，所述光谱分析模型的训练过程，包括：
根据所述散射强度阈值对应的泥沙浓度，以及所述透射强度阈值对应的泥沙浓度，确定至少三个泥沙浓度等级；
分别在所述三个泥沙浓度等级下，采集多个训练样本，单个所述训练样本包含至少两路散射信号和至少一路透射信号；
将所述多个训练样本输入至所述光谱分析模型，得到与训练样本一一对应的泥沙含量分析值；
利用多个所述泥沙含量分析值与各自对应的训练样本的真值的差异，更新所述光谱分析模型，直至所述差异满足预设条件；或者
所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和吸光度阈值，所述光谱分析模型的训练过程，包括：
根据所述散射强度阈值对应的泥沙浓度，以及所述吸光度阈值对应的泥沙浓度，确定至少三个泥沙浓度等级；
分别在所述三个泥沙浓度等级下，采集多个训练样本，单个所述训练样本包含至少两路散射信号和至少一个吸光度；
将所述多个训练样本输入至所述光谱分析模型，得到与训练样本一一对应的泥沙含量分析值；
利用多个所述泥沙含量分析值与各自对应训练样本的真值的差异，更新所述光谱分析模型，直至所述差异满足预设条件。
在一些实施例中，本公开实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上文方法实施例描述的方法，其具体实现可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁，这里不再赘述。
本公开实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。计算机可读存储介质可以是易失性或非易失性计算机可读存储介质。
本公开实施例还提出一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为在执行所述存储器存储的指令时，实现上述方法。
本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可读代码在电子设备的处理器中运行时，所述电子设备中的处理器执行上述方法。
图3提供本公开实施例的一种用于泥沙含量测量的电子设备的结构示意图。例如，电子设备800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。
参照图3，电子设备800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出接口812（I/O接口），传感器组件814，以及通信组件816。
处理组件802通常控制电子设备800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。
存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备800的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（SRAM），电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），可擦除可编程只读存储器（EPROM），可编程只读存储器（PROM），只读存储器（ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件806为电子设备800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备800生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件808包括在所述电子设备800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器（LCD）和触摸面板（TP）。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风（MIC），当电子设备800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
输入/输出接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为电子设备800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到电子设备800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为电子设备800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测电子设备800或电子设备800一个组件的位置改变，用户与电子设备800接触的存在或不存在，电子设备800方位或加速/减速和电子设备800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件816被配置为便于电子设备800和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备800可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信（NFC）模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别（RFID）技术，红外数据协会（IrDA）技术，超宽带（UWB）技术，蓝牙（BT）技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，电子设备800可以被一个或多个应用专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器（DSP）、数字信号处理设备（DSPD）、可编程逻辑器件（PLD）、现场可编程门阵列（FPGA）、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器804，上述计算机程序指令可由电子设备800的处理器820执行以完成上述方法。
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、静态随机存取存储器（SRAM）、便携式压缩盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘（DVD）、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构（ISA）指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）或可编程逻辑阵列（PLA），该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (11)
1.一种泥沙含量测量方法，其特征在于，包括：
获取光源发出的光经过含泥沙的水体后的光谱信息，所述光谱信息包括：散射信号的强度和透射信号的强度，所述光源为发射光波长为可见光至近红外光的宽光谱光源；
根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，其中，单个所述散射信号或单个所述透射信号被确定为所述目标光信号的概率，与单个所述散射信号或单个所述透射信号的信噪比和线性度均正相关；
对所述目标光信号进行光谱分析，确定所述水体中的泥沙含量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光谱信息包括：至少一路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值，所述根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，包括：
在所述至少一路散射信号中，确定强度最强的第一散射信号；
在所述第一散射信号的强度小于所述散射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号确定为目标光信号，其中所述散射强度阈值根据散射信号的信噪比和线性度确定。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光谱信息包括：至少两路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：透射强度阈值，所述根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，包括：
在所述至少一路透射信号中，确定强度最强的第一透射信号；
在所述第一透射信号的强度小于所述透射强度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述透射强度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确定。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光谱信息包括：至少两路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和透射强度阈值，所述根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，包括：
在所述至少两路散射信号中，确定强度最强的第一散射信号，在所述至少一路透射信号中，确定强度最强的第一透射信号；
在所述第一散射信号的强度小于所述散射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号确定为目标光信号；
在所述第一透射信号的强度小于所述透射强度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号；
在所述第一散射信号的强度不小于所述散射强度阈值且所述第一透射信号的强度不小于所述透射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号和至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述散射强度阈值根据散射信号的信噪比和线性度确定，所述透射强度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确认。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光谱信息包括：至少两路散射信号的强度和至少一路透射信号的强度，所述预设强度阈值包括：吸光度阈值，所述根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，包括：
确定所述至少一路透射信号的强度对应的吸光度；
在各所述吸光度中，确定数值最小的第一吸光度；
在所述第一吸光度不小于所述吸光度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述吸光度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确认。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光谱信息包括：至少两路散射信号和至少一路透射信号，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和吸光度阈值，所述根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，包括：
在所述至少两路散射信号中，确定强度最强的第一散射信号，确定所述至少一路透射信号的强度对应的吸光度，在各所述吸光度中，确定数值最小的第一吸光度；
在所述第一散射信号的强度小于所述散射强度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号确定为目标光信号；
在所述第一吸光度不小于所述吸光度阈值的情况下，将所述至少两路散射信号确定为目标光信号；
在所述第一散射信号的强度不小于所述散射强度阈值且所述第一吸光度小于所述吸光度阈值的情况下，将所述至少一路透射信号和至少两路散射信号确定为目标光信号，其中所述散射强度阈值根据散射信号的信噪比和线性度确定，所述吸光度阈值根据透射信号的信噪比和线性度确认。
7.根据权利要求1~6任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述目标光信号进行光谱分析，确定所述水体中的泥沙含量，包括：
将所述目标光信号对应的率谱信息，输入至光谱分析模型，得到所述水体中的泥沙含量。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和透射强度阈值，所述光谱分析模型的训练过程，包括：
根据所述散射强度阈值对应的泥沙浓度，以及所述透射强度阈值对应的泥沙浓度，确定至少三个泥沙浓度等级；
分别在所述三个泥沙浓度等级下，采集多个训练样本，单个所述训练样本包含至少两路散射信号和至少一路透射信号；
将所述多个训练样本输入至所述光谱分析模型，得到与训练样本一一对应的泥沙含量分析值；
利用多个所述泥沙含量分析值与各自对应的训练样本的真值的差异，更新所述光谱分析模型，直至所述差异满足预设条件；或者
所述预设强度阈值包括：散射强度阈值和吸光度阈值，所述光谱分析模型的训练过程，包括：
根据所述散射强度阈值对应的泥沙浓度，以及所述吸光度阈值对应的泥沙浓度，确定至少三个泥沙浓度等级；
分别在所述三个泥沙浓度等级下，采集多个训练样本，单个所述训练样本包含至少两路散射信号和至少一个吸光度；
将所述多个训练样本输入至所述光谱分析模型，得到与训练样本一一对应的泥沙含量分析值；
利用多个所述泥沙含量分析值与各自对应训练样本的真值的差异，更新所述光谱分析模型，直至所述差异满足预设条件。
9.一种泥沙测量装置，其特征在于，包括：
光谱信息获取单元，用于获取光源发出的光经过含泥沙的水体后的光谱信息，所述光谱信息包括：散射信号的强度和透射信号的强度，所述光源为发射光波长为可见光至近红外光的宽光谱光源；
目标光信号确定单元，用于根据所述散射信号的强度、所述透射信号的强度与预设强度阈值的对应关系，在所述散射信号和所述透射信号中确定目标光信号，其中，单个所述散射信号或单个所述透射信号被确定为所述目标光信号的概率，与单个所述散射信号或单个所述透射信号的信噪比和线性度均正相关；
泥沙含量确定单元，用于对所述目标光信号进行光谱分析，确定所述水体中的泥沙含量。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为在执行所述存储器存储的指令时，实现权利要求1至8中任意一项所述的方法。
11.一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至8中任意一项所述的方法。
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