[发明专利]一种基于图像处理的重金属比色识别装置及方法

权利要求书

1.一种基于图像处理的重金属比色识别装置，其特征是：包括拍摄模块(1)、补光模块、固定模块(6)、控制模块、显示模块和供电模块，所述补光模块包含可调补光灯(2,3)和颜色指定标签(4,5)，所述拍摄模块(1)与可调补光灯(2,3)固定在固定模块(6)上与水样容器(7)相对安装，可调补光灯(2,3)布置于拍摄模块(1)的四周，颜色指定标签(4,5)安装在水样容器(7)的内壁，拍摄模块(1)还与控制模块的输入端相连，控制模块的输出端分别与可调补光灯(2,3)和显示模块相连，供电模块为整个装置供电。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的重金属比色识别装置，其特征是：所述控制模块为控制器；固定模块(6)为安装支架或底座；拍摄模块(1)为相机；显示模块为显示屏；供电模块为电源。

3.一种应用如权利要求1所述的基于图像处理的重金属比色识别装置的重金属比色识别方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤一、建立去燥后的标准对比图库和RBF神经网络金属浓度预测模型

(1)确定颜色指示标签的图像拍摄效果较好的光照为标准曝光条件，并在此条件下由拍摄模块(1)拍摄颜色指示标签的图像，输入控制模块，获得颜色指示标签像素矩阵，定义为曝光对比矩阵A；

(2)在相同的标准曝光条件下，由拍摄模块(1)获得水样金属浓度从0到浓度L下与试剂充分反应后的图像，浓度数值上增加间隔为0.001，输入至控制模块中并进行图像去噪，建立图像对比图库；

(3)将图像对比图库中的所有图像输入至RBF神经网络，获得图像对比图库中的图像与对应金属浓度的拟合模型，用于金属浓度监测分析；

步骤二、金属浓度监测前的预处理

(1)控制模块初始化，设定补光阈值d；

(2)由拍摄模块(1)获得当前光照条件下的颜色指示标签图像，输入控制模块计算其像素矩阵B；

(3)由控制模块计算||A-B||_F，如果||A-B||_F＞d，则装置的控制模块调整可调补光灯(2,3)的亮度，并执行上一步骤，如果||A-B||_F≤d，则当前为标准曝光条件，并执行下一步骤；

步骤三、金属浓度监测分析

(1)在标准曝光条件下，由拍摄模块(1)获得标准曝光条件下的滴入一定量显色试剂的测试反应液的照片，并由控制模块对测试时反应液的照片进行图像去噪，并获得测试像素矩阵；

(2)将反应液的测试像素矩阵输入到步骤一中建立的去燥后的对比图像与金属浓度的拟合模型中，模型的输出值即为此时水样的重金属浓度。

4.根据权利要求3所述的基于图像处理的重金属比色识别方法，其特征是：所述步骤二中的补光阈值d取0.05。

5.根据权利要求3所述的基于图像处理的重金属比色识别方法，其特征是：所述步骤二还包括如下处理：

对采集来的水样先进行过滤处理，滤掉水样中的固体杂质和生物水藻，减少其对反应液图像颜色的干扰。