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申请/专利权人：深圳碧水源水务科技有限公司

摘要：本发明提供种一种膜洁净动态监控方法及系统，涉及图像处理技术领域，应用于对污水处理过程中膜生物反应器污染情况的监测和管理，本发明利用图像采集设备拍摄得到MBR膜表面图像和MBR膜透射图像，计算得到膜表面颜色权重图像和膜孔洞亮度图像，用于指导污染类别识别与定位，同时获取频率图像用于补充膜表面图像中的纹理特征，基于融合特征进行污染区检测结果，本发明的膜洁净动态监控方法提升了污染识别的客观性、准确性和效率，在MBR系统运行过程中，及时且准确的污染识别不仅可以优化清洗和维护周期，减少系统停机时间，还可以有效延长膜的使用寿命。

主权项：1.一种膜洁净动态监控方法，其特征在于，所述监控方法包括以下步骤：S1:利用图像采集设备拍摄得到MBR膜表面图像fx，y和MBR膜透射图像并计算得到亮度权重图ftx，y；所述利用图像采集设备拍摄MBR膜表面图像具体包括：S1-1-1:将摄像机与镜头组合，安装到三脚架上，确保所有连接紧固；S1-1-2:照明设备固定在MBR膜的左右两侧，平行摆放，所述照明设备的色温设置为5600K；S1-1-3:将移动轨道固定在MBR膜的前方或后方，轨道长度覆盖整个MBR膜的长度，摄像设备安装在轨道的移动车上，通过控制系统可以控制其移动速度和停靠时间；S1-1-4：启动电动轨道，摄像机开始从MBR膜的一端缓慢移动到另一端，摄像机设置为连续拍摄模式得到多张MBR膜表面图像，图片格式选择RAW；所述用图像采集设备拍摄得到MBR膜透射图像并计算得到亮度权重图ftx，y具体包括：S1-2-1：将工业相机设置于MBR膜相对于照明设备的另一侧，并于MBR膜保持垂直，工业相机镜头对准MBR膜的中心位置；S1-2-2：开启步骤S1-1-2中的照明设备，调节照明设备色温并利用工业相机在不同色温设置下拍摄n张图像{I1，I2,……In}；S1-2-3：计算第k张图像中的像素亮度权重值： 其中，ftkx,y表示第k张图像中的像素亮度权重值，Ikx,y表示在不同色温设置下拍摄的第k张图像，1≤k≤n,μk和σk分别表示Ikx,y的亮度均值和方差；S1-2-4：计算得到亮度权重图： S2:对所述MBR膜表面图像进行频域转换和颜色域转换，得到频谱图像frx，y和颜色权重图Mx，y；所述对所述MBR膜表面图像进行颜色域转换，得到颜色权重图具体包括：S2-1-1:将MBR膜表面图像fx，y转换为HSV颜色空间的图像IHSVx,y；S2-1-2:设定多种污染的颜色范围集合，第i种污染的颜色范围表示为：{H_ilow，H_ihigh，S_ilow，S_ihigh，V_ilow，V_ihigh}；S2-1-3：构建多种污染物的颜色掩膜：Mix，y＝checkH_ilow≤IHx,y≤H_ihigh，S_ilow≤ISx,y≤S_ihigh，V_ilow≤IVx,y≤V_ihigh其中，Mi表示第i种污染物的颜色掩膜，IHx,y、ISx,y、IVx,y分别表示IHSVx,y的三个分量,check表示示性函数，当括号内条件均满足时结果为1，否则为0；S2-1-4：基于多种污染物的颜色掩膜生成颜色权重图： 其中Mx，y表示颜色权重图，wi表示第i种颜色掩膜的权重，n_c为颜色掩膜的总数；S3:将所述MBR膜表面图像fx，y、亮度权重图ftx，y以及颜色权重图Mx，y输入至注意力模块得到增强MBR膜表面图像fex，y；S4：将所述增强MBR膜表面图像fex，y和所述频谱图像frx，y分别输入至特征融合模型得到融合特征并输入至检测头得到污染区检测结果；S5：基于所述污染区域检测结果，生成清洗计划信息；所述将所述增强MBR膜表面图像fex，y和所述频谱图像frx，y分别输入至特征融合模型得到融合特征具体包括： 其中Ft-1代表在第t个特征处理模块时的输入特征图，表示在第t个特征处理模块时的中间特征图，表示在第t个特征处理模块时的输出特征图，1≤t≤4，当t＝1时F0为增强MBR膜表面图像fex，y或频谱图像frx，y；将所述增强MBR膜表面图像fex，y和所述频谱图像frx，y分别经过t个特征处理模块后得到输出MBR膜表面输出特征图和频谱输出特征图并进行通道拼接得到输出特征图

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