[发明专利]一种用于国际直通列车上的医学媒介生物监测系统及方法

权利要求书

1.一种用于国际直通列车上的医学媒介生物监测方法，其特征在于，所述用于国际直通列车上的医学媒介生物监测方法包括以下步骤：

第一步，利用采样识别摄像头采集蚤的数量、采集鼠形动物的数量、采集飞蚊的数量和采集其他类型的媒介生物；

第二步，基于Canny算法边缘监测方法对所采集到的媒介生物的图像进行识别分类，作数量统计，并进行数据存储；

第三步，将分类好的数据经过不同的数学模型进行大数估计，在宏观层面进行估计；

第四步，获得监测结果及监测报告，将基于粒子群优化的工频干扰消除算法的检测结果和监测报告发送至检疫部门，根据实际情况对国际列车采取相应的防疫措施。

2.如权利要求1所述的用于国际直通列车上的医学媒介生物监测方法，其特征在于，所述基于Canny算法边缘监测方法，优化图像识别流程，具体算法步骤为：

(1)通过canny算子计算统计平均，使图像像素的高斯分布趋于平衡；设定如下二维高斯函数公式：

得到的此高斯函数的导数公式：

导数公式表示图像灰度变化率相对水平的倾斜方向，通过卷积得到图像像素沿这两个方向的偏导数公式：

公式中k为自然数，e表示高斯参数，表示图像的像素平衡程度；

(2)通过一阶偏微分卷积方法求出I(x,y)的变化率的大小公式：

和倾斜角度公式：

θ[i，j]＝arctan(P_y[i，j]/P_x[i，j])

其中P_x[i,j]，P_y[i,j]是相对于x，y方向偏导数；

根据图像中灰度变化率的不同，比较阈值限定的范围，将图像中的像素分别分类；根据分类公式：

N[i，j]＝NMS(M[i，j]，Y[i，j])

其中M[i,j]为灰度变化率矩阵，Y[i,j]为靠近检测边缘像素的相邻区域像素；将没有大于阈值的像素点舍弃，即将灰度值赋值为0，将大于阈值的像素点保留，即将灰度值赋值255，将保留的像素连接成检测出的物体边缘，并且保留边缘像素的灰度变化率方向和灰度变化梯度值大小。

3.如权利要求1所述的用于国际直通列车上的医学媒介生物监测方法，其特征在于，所述基于粒子群优化的工频干扰消除算法，具体的算法为：

国际直通列车上含有工频干扰的采集信号表示为：

其中:s(t)为有用信号；r(t)为工频干扰信号；参数f₀、A、θ₀分别为工频干扰的频率、幅度和相位；与代表加权系数；

由于s(t)是未知的，而且工频干扰信号是规则的，且满足r(t)＝Asin(2πf₀t+θ₀)；

令则x(t)表示为：

x(t)＝a₁₁s(t)+a₁₂sin(2πf₀t)+a₁₃cos(2πf₀t)

通过构造另外两路观测信号r₁(t)＝a₂₂sin(2πf₀t)和r₂(t)＝a33cos(2πf₀t)，与含有工频干扰的采集信号共同作为盲源分离的输入，分离出有用信号s(t)；其数学模型表示为

即认为盲源分离的三个源信号为x(t)、sin(2πf₀t)、cos(2πf₀t)，三个观测信号为x(t)、r₁(t)、r₂(t)，混合矩阵为A，符合盲源分离的数学模型要求；采用基于粒子群的优化算法对分离矩阵W进行估计，求出不含工频干扰的源信号s(t)的估计y(t)，实现国际直通列车医学媒介生物监测数据的传输中的工频干扰的消除。