[发明专利]一种动态水的水质识别方法

说明书

本发明公开了一种动态水的水质识别方法，属于水质识别领域，包括：1)获取监测水域的样本图像，并对监测水域进行背景建模得到背景模型；2)根据背景模型分离出样本图像的前景图像；3)对前景图像进行预处理，并将检测得到的异常部分进行分离，得到分离样本；4)将由污水或树叶引起的图像异常部分作为真阳性的正样本，将由反光或波动引起的异常部分作为伪阳性的负样本，建立真阳性‑伪阳性分类器；5)将待检测图像进行步骤2)～3)处理，并根据真阳性‑伪阳性分类器进行判断，若判断为真阳性，则为污水，否则为未污染水。能够及时提供预警信息，为人工及时处置提供决策的依据，具有很强的实用价值。

技术领域

本发明涉及水质识别领域，具体地说，涉及一种动态水的水质识别方法。

背景技术

随着人类社会工业化的进步，环境污染越来越严重，而水资源的污染也在加重。传统的水质检测需要通过多种仪器对水资源的各个方面进行鉴定，最终根据鉴定所得的数据方可对水质进行综合判断。如：

公布号为CN108108889A的中国专利文献公开的一种水质监测数据在线处理方法及装置。该方法需要获取待检测水质的光谱曲线，然后在此基础上进行分析判断。以及公布号为CN108844584A的中国专利文献公开的一种用于农田水质动态分层环境监测的装置，通过设置水质监测仪、太阳能供电模块、远程计算机终端和电动滑块，实现了农田水质动态分层监测，及远程控制的问题。

以上方法需要耗费大量的人力物力。近年来，随着计算机图像处理技术的发展，可通过对水面图像的处理得到水质信息，如：

公布号为CN109118548A的中国专利文献公开了一种综合智能水质识别方法，在对监测水域视频图像的颜色特征和纹理特征进行分析判断的基础上得到关于水质状况的结论，但该方法无法识别动态水的水质情况。

公布号为CN105675623A的中国专利文献公开了一种基于污水口视频的污水颜色与流量检测的实时分析方法，该方法用于污水排水口处的检测，将有水排出时的图像与无水排出时的图像进行比较得到结论，在高光分析中采用颜色识别方法判断。

而实际情况中，很多污水口存在于水底或较隐秘的地方，有的甚至有多个污水排出口，有些是由于垃圾和树叶导致的污染，这样无法全面的进行监测。

发明内容

本发明的目的为提供一种动态水的水质识别方法，该方法可用于识别动态水的水质情况，对水质情况进行全面的监测。

为了实现上述目的，本发明提供的动态水的水质识别方法，包括以下步骤：

1)获取监测水域的样本图像，并对监测水域进行背景建模得到背景模型；

2)根据背景模型分离出样本图像的前景图像；

3)对前景图像进行预处理，并将检测得到的异常部分进行分离，得到分离样本；

4)将由污水或树叶引起的图像异常部分作为真阳性的正样本，将由反光或波动引起的异常部分作为伪阳性的负样本，建立真阳性-伪阳性分类器；

5)将待检测图像进行步骤2)～3)处理，并根据真阳性-伪阳性分类器进行判断，若判断为真阳性，则为污水，否则为未污染水。

上述技术方案中，可利用高清摄像机从一定的角度、一定的距离对监测区域的水面进行录制，然后对录制的视频信息进行单帧图像处理，获取监测水域的样本图像，需要说明的是，录制摄像机的角度、距离等参数需要固定，不能随意改变。由于摄像机可以不间断工作，能够及时提供预警信息，为人工及时处置提供决策的依据，具有很强的实用价值，对于偏僻水域的监视尤其具有重要意义。

为方便对污水进行预警，作为优选，步骤5)还包括：若判断为真阳性，则进行污水预警，否则不发预警信号。

作为优选，步骤1)中，采用混合高斯背景建模的方法对监测水域进行背景建模。