基于图像处理的污泥沉降比测量系统

论文摘要

活性污泥法是废水处理过程中应用最广泛的一种方法。在活性污泥法运行中,污泥沉降比是需要测定的主要项目,传统的测定污泥沉降比是人工操作的,工作乏味,而在检测时,人的肉眼误差大,并且不可控制误差也较多。计算机图像处理技术目前已经广泛应用在许多重要领域。本文依据计算机图像处理技术,利用数字图像检测系统,解决了污泥沉降比检测中出现的上述问题。首先,介绍了计算机污泥沉降比检测系统的构成及设计原理和方法。本系统主要包括图像采集、图像预处理、图像处理和图像识别等四大模块。主要涉及图像比例变换、平移变换、旋转变换、彩色图像灰度化、噪声滤除、灰度图像直方图处理、图像特征提取、图像二值化、图像识别和数字识别等内容。其次,对污泥沉降比数字检测系统中图像处理和识别的基本理论和技术进行深入的研究、探索以及具体实现。为了使图像处理的速度大大加快,以及处理后的实际效果更好,结合实际情况提出了一些相应的处理办法和设计理念,并进行设计。在某些关键环节提出了新的解决方案。在图像几何变换的旋转变换部分,以及使用阈值方法对图像二值化处理等方面进行了有效的改进。最后,利用面向对象方法,制作出一个污泥沉降比数字检测系统软件。以实验的方法,用采集到的5张污泥沉降比数字图像对这一软件进行测试,并得出实验的结果,进一步验证此系统的准确性。此检测系统可应用于工业分析工作,从而改善了检测时繁琐、耗时,以及人工读数误差大等问题,同时也为污水处理过程的自动化控制提供了依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 数字图像处理与识别
• 1.2 基于图像处理测量污泥沉降比的目的和意义
• 1.2.1 污泥沉降比的测量方法
• 1.2.2 污泥沉降比自动化测量的研究状况
• 第二章 废水及其处理方法
• 2.1 废水及废水水质的控制方法
• 2.1.1 水的自然循环和社会循环
• 2.1.2 废水及其控制方法
• 2.2 活性污泥法
• 2.2.1 活性污泥法净化废水的机理及工艺
• 2.2.2 活性污泥法运行参数
• 第三章 污泥沉降比图像处理系统的需求分析与总体设计
• 3.1 系统的需求分析
• 3.2 系统的总体设计
• 3.3 软件的结构图
• 第四章 污泥沉降比图像处理系统的图像预处理部分
• 4.1 图像的采集
• 4.2 图像比例变换
• 4.3 图像平移变换
• 4.4 图像旋转变换
• 4.4.1 常规的图像旋转变换方法
• 4.4.2 几何关系的引入
• 第五章 污泥沉降比图像处理系统的图像处理部分
• 5.1 彩色图像灰度化
• 5.2 图像噪声滤除
• 5.2.1 噪声图像边缘检测
• 5.2.2 无纹理图像的噪声滤除
• 5.3 关于灰度直方图的操作
• 5.3.1 灰度直方图
• 5.3.2 直方图均衡化
• 5.3.3 直方图规范化
• 5.4 图像特征提取
• 5.5 图像二值化
• 5.5.1 费希尔线形方法的运用
• 5.5.2 大津算法的引入
• 第六章 污泥沉降比图像处理系统的图像识别部分
• 6.1 刻度识别
• 6.2 读数识别
• 第七章 污泥沉降比图像处理系统的实验
• 第八章 结论
• 参考文献
• 致谢