[发明专利]一种基于调制传递函数的PM2.5监测方法

说明书

技术领域

一种基于调制传递函数的PM2.5监测方法属于环境自动化监测领域，具体涉及一种PM2.5监测方法。 

背景技术

雾霾与PM2.5颗粒物直接相关，通过监测PM2.5的浓度，可以对雾霾天气进行定量评价。

传统PM2.5监测方法是在多个不同地点分布雾霾监测器，这种方式精度较高，但雾霾监测器的成本也相应提高。

经研究表明，PM2.5的浓度与空气能见度成线性关系，因此可以通过评价空气能见度来得到PM2.5的浓度。申请号为201410200873的发明专利《基于无参考图像清晰度评价的PM2.5浓度检测仪》，提出了一种利用图像信息判断PM2.5浓度的检测装置与方法，该发明采用了无参考图像的技术方案，通过测量多个目标得到图像的模糊累计概率，再与能见度清晰处图像的模糊累计概率比较，确定最终目标物，激光测距单元测量最终目标物的距离，PM2.5浓度显示单元通过能见度与PM2.5浓度关系计算PM2.5浓度。

这种方法可以给予本领域利用图像来监测PM2.5的技术启示，然而，其缺点在于：由于采用无参考图像的方式，因此需要多个目标以及激光测距仪，不仅检测成本高，而且测试步骤繁琐，计算量大，实时性不理想。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种基于调制传递函数的PM2.5监测方法，本发明可以实现降低成本，减少计算量，提高监测实时性。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于调制传递函数的PM2.5监测方法，包括以下步骤：

步骤a、标定：

将具有黑白条纹图案的测试板放置在成像系统前方，成像系统对其成像，其中，物方图案的对比度为C1，像方图案的对比度为C2，在某一时刻，得到调制传递函数（MTF）为C2/C1，同时利用现有PM2.5检测技术，检测PM2.5的浓度，得到MTF-PM2.5浓度数组；将不同PM2.5浓度下，将所有MTF-PM2.5浓度数组连成曲线，得到MTF-PM2.5浓度曲线；

步骤b、监测：

对空气质量进行监测，将MTF监测值代入MTF-PM2.5浓度曲线，得到PM2.5浓度值。

上述基于调制传递函数的PM2.5监测方法，所述的步骤a中，得到MTF-PM2.5浓度曲线的方法可以为以下几种中的一种：

第一种、直接将MTF-PM2.5浓度数组按照PM2.5浓度从小到大的顺序用直线连接；

第二种、根据MTF-PM2.5浓度数组的个数n，用n次多项式进行拟合；

上述基于调制传递函数的PM2.5监测方法，在步骤a完成一次后，每次监测只需要执行步骤b。

有益效果：

第一、由于采用了基于图像的PM2.5浓度监测方法，同传统雾霾监测器的方式相比，降低了监测成本，操作更简单。

第二、由于采用了基于调制传递函数的PM2.5浓度监测方法，属于有参考图像的监测方法，因此同申请号为201410200873的发明专利《基于无参考图像清晰度评价的PM2.5浓度检测仪》相比，无需配置多个目标，无需配置激光测距仪，监测步骤也大幅简化，因此可以实现进一步降低成本，减少计算量，提高监测实时性。

具体实施方式

下面对本发明具体实施方式作进一步详细描述。

具体实施例一

本实施例的基于调制传递函数的PM2.5监测方法，包括以下步骤：

步骤a、标定：

将具有黑白条纹图案的测试板放置在成像系统前方，成像系统对其成像，其中，物方图案的对比度为C1，像方图案的对比度为C2，在某一时刻，得到调制传递函数（MTF）为C2/C1，同时利用现有PM2.5检测技术，检测PM2.5的浓度，得到MTF-PM2.5浓度数组；将不同PM2.5浓度下，将所有MTF-PM2.5浓度数组连成曲线，得到MTF-PM2.5浓度曲线；

其中，得到MTF-PM2.5浓度曲线的方法为：直接将MTF-PM2.5浓度数组按照PM2.5浓度从小到大的顺序用直线连接；这种直线连接方式就是matlab中plot函数的绘图方式，本领域技术人员可以明确该方式如何实施，在本申请中不再重复叙述。

步骤b、监测：

对空气质量进行监测，将MTF监测值代入MTF-PM2.5浓度曲线，得到PM2.5浓度值。

具体实施例二

本实施例的基于调制传递函数的PM2.5监测方法，包括以下步骤：

步骤a、标定：