(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211205449.2 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 南通炜秀环境 技术服务有限公司 地址 226000 江苏省南 通市如东县大豫镇 大豫社区十四组6 6号 (72)发明人 杨小金　 (51)Int.Cl. G06V 20/69(2022.01) G06V 20/40(2022.01) G06V 10/74(2022.01) G06V 10/82(2022.01) G01N 21/84(2006.01) C02F 3/12(2006.01) C02F 3/34(2006.01) (54)发明名称 基于图像数据的污水处 理方法及系统 (57)摘要 本发明涉及污水处理领域， 具体涉及基于图 像数据的污水处理方法及系统， 获取不同区域的 活性污泥样本， 得到多帧图像； 获取微生物的目 标框图； 对每帧图像进行运动分析， 得到运动特 征； 对每帧图像进行形状分析， 得到形状特征； 计 算偏移距离以及形状匹配度； 计算变化帧图像和 初始图像的每一个目标框的相似度， 当相似度大 于设定阈值， 则微生物为活性微生物； 统计活性 微生物占样 本中总微生物的占比， 当占比小于设 定阈值时， 则说明活性污泥活性过低， 投入营养 剂； 反之， 若存在兼氧或厌氧代谢的优势菌,则对 曝气池中的该区域进行选择性排泥。 即本发明的 方案能够根据微生物的光流特征和形状上下文 特征， 更加准确对污水进行处 理。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115273078 A 2022.11.01 CN 115273078 A 1.基于图像数据的污水处 理方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 获取不同区域的活性污泥样本， 采用显微镜拍摄微 生物图像， 得到多帧图像； 构建污泥微生物识别神经网络， 将每帧图像输入到训练好的污泥微生物识别神经网 络， 输出微生物的目标框图； 对每帧图像进行运动分析， 得到运动特征； 对每帧图像进行形 状分析， 得到形状特 征； 根据获取的微生物的目标框图的运动轨迹以及形状特征， 计算偏移距离以及形状匹配 度； 基于偏移距离以及形状匹配度， 计算变化帧图像和初始图像的每一个目标框的相似度， 当相似度大于设定阈值， 则微 生物为活性 微生物； 统计活性微生物占样本中总微生物的占比， 当占比小于设定阈值时， 则说明活性污泥 活性过低， 投入营养剂； 若存在兼氧或厌 氧代谢的优势菌,则证明污泥不再适应焦化废水好 氧生物降解的环境， 对曝气池中的该区域进行选择性 排泥。 2.根据权利要求1所述的基于图像数据的污水处理方法， 其特征在于， 所述运动特征的 获取过程为： 以第m‑1帧和第m帧图像的产生稠密光 流图作为第i帧的运动分析； 对稠密光 流图进行分析， 求得稠密光 流图的连通 域； 对连通域中每一点进行加权求和得到移动重心点， 然后按照时间顺序连接每一帧的移 动重心点得到微 生物移动轨迹图， 作为 微生物在一段时间内的运动特 征。 3.根据权利要求1所述的基于图像数据的污水处理方法， 其特征在于， 所述形状特征的 获取过程为： 采用Sobel边缘检测算子得到目标框的边缘图， 在边缘 图上均匀取点， 得到样本点， 然 后使用形状上下文描述子得到每一点的直方图向量， 将非目标框区域的背 景区域的像素值 赋值为黑色， 即为 ， 得到形状特 征。 4.根据权利要求1所述的基于图像数据的污水处 理方法， 其特 征在于， 所述偏移 距离为 其中， 为变化帧 图像中选取的目标框的中心点坐标， 为初始帧 图像中选取 的目标框的中心点 坐标。 5.根据权利要求1所述的基于图像数据的污水处理方法， 其特征在于， 所述形状匹配度 为 其中， K为样本点的数量， 为初始图像上样本点 的直方图向量， 为变化帧图像 上样本点的直方图向量。 6.根据权利要求1所述的基于图像数据的污水处理方法， 其特征在于， 所述目标框的相 似度为  其中， D为偏移 距离， C为形状匹配度， 。 7.基于图像数据的污水处理系统， 包括存储器和处理器， 其特征在于， 所述处理器用于权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115273078 A 2执行存储在所述存储器中用于实现如权利要求 1‑6任一项所述的基于图像数据的污水 处理 方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115273078 A 3