[发明专利]一种基于镜头蓝色光波分析的空气质量等级判别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于镜头蓝色光波分析的空气质量等级判别方法，属于空气质量等级判断领域。

背景技术

近年来空气污染越来越严重，影响人体健康。人们需要像天气预报一样获知空气污染程度，以便出门时采取必要的防护措施。而目前对于空气质量的状况（一般为PM2.5污染）一般由政府机构等专业部门发布，普通人难以实时获知判断空气污染的程度，难以评判空气质量等级，也就无法方便地根据不同空气质量等级采取对应的防护措施。

发明内容

本发明旨在提供一种基于镜头蓝色光波分析的空气质量等级判别方法，以比较准确方便地对空气质量进行等级判别显示，使得普通人可实时获知空气污染程度，评判空气质量等级，便于根据不同空气质量等级采取对应的防护措施。

本发明提供的一种基于镜头蓝色光波分析的空气质量等级判别方法，包括以下步骤：

通过拍摄装置拍摄天空获取天空图像；

通过分析计算装置接收所述拍摄装置拍摄输出的天空图像，基于HSB颜色模式计算所述天空图像的平均蓝色饱和度；所述分析计算装置为主机板，包括部件有CPU、RAM、ROM、GPU；

根据预先建立的平均蓝色饱和度和空气质量指数AQI的对应关系，计算当前空气质量指数AQI的数值进而得到空气质量等级；

通过显示装置显示当前的空气质量等级和/或空气质量指数AQI。

上述判别方法中，所述预先建立的平均蓝色饱和度和空气质量指数AQI的对应关系具体为：

AQI=131.839-1.345*S，其中，AQI为空气质量指数，S为平均蓝色饱和度。

上述关系式是由大量的实测数据拟合而成，拟合软件为SPSS，用最小二乘法拟合线性回归模型。平均蓝色饱和度S数据来源于图像拍摄和计算，空气质量指数AQI数据来源于环保局监测数值。

空气质量指数AQI越小，空气质量越好。

上述判别方法中，所述平均蓝色饱和度S的数值范围为0-98。

进一步地，所述平均蓝色饱和度S的数值范围0-98分为两个数值区间，每个区间对应不同的空气质量指数：0~23为污染；24~98为不污染。

更进一步地，所述平均蓝色饱和度S的数值范围0-98分为三个数值区间：0~23代表空气质量为污染；24~60代表空气质量为良好；61~98代表空气质量为优秀。

上述判别方法中，所述的基于HSB颜色模式计算所述天空图像中的平均蓝色饱和度，具体为：将所述天空图像进行九宫格处理，取九宫格中的中间图像的四个端点的HSB值（该值是通过Photoshop滴管工具拾取颜色后可查询获得），根据四个端点的HSB值计算所述HSB值中S值的平均值，即为平均蓝色饱和度；其中所述四个端点的HSB值满足以下条件：HSB值中H的取值范围为200~250。

上述判别方法中，所述显示装置为LCD或LED显示器。

上述判别方法中，所述拍摄装置为摄像头，要求摄像头的像素≥30万像素（640×480像素）。

本发明的有益效果：

本发明根据蓝色强度值和空气质量指数AQI的对应关系，计算当前空气质量指数AQI的数值，然后根据空气质量指数AQI可获得当前空气质量等级，由于采用预先建立的平均蓝色饱和度和空气质量指数AQI的对应关系进行计算判断，全过程自动计算，能够准确方便地对空气质量进行等级判别显示，使得普通人可实时获知判断空气污染的程度，评判空气质量等级，便于根据不同空气质量等级采取对应的防护措施。

附图说明

图1为本发明空气质量等级判别方法流程示意图。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

首先，对本发明中用到的理论基础作出说明，即大气散射原理及其光学效应原理。大气散射是指太阳辐射入射大气遇到空气分子、尘埃、云滴等质点时，粒子以和入射波相同的频率，按一定规律重新向四周辐射电磁波的现象。按照散射质点粒径与太阳波长的大小关系不同，散射分为分子散射（又称蕾利散射）和粗粒散射（又称漫射）。两类散射的形成、质点类型、特点及光学效应见表1所示，其中d为散射质点直径，r为太阳辐射光波长。

表1