基于粒子群優(yōu)化絮體圖像分割算法的設(shè)計(jì)和應(yīng)用.pdf

1、水廠飲用水的處理一般包含混凝、沉淀、過濾和消毒等環(huán)節(jié)，混凝是極其重要的工藝，混凝劑的投加量不僅直接影響混凝效果，而且影響供水水質(zhì)和水廠的制水成本。顯示絮凝控制FCD（Flocculation Control Device）系統(tǒng)通過機(jī)器視覺測(cè)量絮體等效粒徑來實(shí)現(xiàn)對(duì)絮凝過程的控制，能有效避免各種外界環(huán)境因素的影響，是一種高效、準(zhǔn)確的水處理檢測(cè)方法，但是FCD對(duì)絮體的識(shí)別精度低，檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，其中絮體圖像分割是其關(guān)鍵一步。因此，為了達(dá)到提高絮體

2、圖片分割質(zhì)量與速度的目的，本文先將絮體圖像進(jìn)行非線性灰度拉伸，再用粒子群優(yōu)化算法分別結(jié)合OSTU和最大熵的方法進(jìn)行分割，最后將分割后的圖像應(yīng)用形態(tài)學(xué)濾波進(jìn)行先開后閉的運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)絮體等效粒徑和相關(guān)參數(shù)的快速計(jì)算。
　　本文的主要工作如下：
　?。?）根據(jù)絮體圖像分割的需求，定制了水處理沉淀池、混凝池、投藥泵等裝置，購(gòu)置了相應(yīng)的工業(yè)攝像機(jī)、防水照明設(shè)備及鏡頭等，搭建了水處理混凝過程中絮體圖像的在線采集及處理系統(tǒng)。
　

3、?。?）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集絮體圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括圖像降噪，灰度拉伸等。分別采用均值濾波、中值濾波和簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)濾波方法進(jìn)行操作，并對(duì)濾波結(jié)果進(jìn)行對(duì)比；利用灰度均衡拉伸法對(duì)絮體圖像進(jìn)行拉伸。對(duì)預(yù)處理前和預(yù)處理后的灰度直方圖進(jìn)行分析，以方便后續(xù)采用本文算法對(duì)絮體進(jìn)行分割。
　?。?）將直方圖法、迭代及原始OSTU算法應(yīng)用于絮體圖像的分割，針對(duì)傳統(tǒng)分割算法在絮體圖像分割中存在的大面積白色、精確度低和時(shí)間復(fù)雜度高等不足，提出了基于粒子群優(yōu)化算法結(jié)合

4、OSTU和最大熵的改進(jìn)絮體分割算法，給出了兩種算法的具體運(yùn)算步驟，并分別進(jìn)行了分割實(shí)驗(yàn)。最后對(duì)分割結(jié)果進(jìn)行形態(tài)學(xué)濾波，為計(jì)算絮體等效粒徑和相關(guān)參數(shù)打下良好的基礎(chǔ)。
　?。?）用Matlab仿真技術(shù)對(duì)絮體的沉速和狀態(tài)進(jìn)行了仿真，以確定當(dāng)前的絮體狀態(tài)滿足圖像提取的要求?；赩S2013的平臺(tái)，采用VC++語(yǔ)言，提出適用于絮體在線分割系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，編程實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的兩種絮體圖像分割算法，完成了絮體圖片的準(zhǔn)確、快速分割，操作簡(jiǎn)潔，界面友好