[发明专利]一种基于机器视觉的水体六价铬检测方法

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的水体六价铬检测方法，通过采用自动加液装置使加液过程更加精密化，避免人工操作不当，降低人工使用化学品的危险性；同时设计机器视觉装置，通过优化采集图像过程，有效减少图像采集过程中带来的干扰；并采用基于Retinex的彩色恢复多尺度MSRCR图像增强既能保持图像颜色清晰，减少图像采集中光照的影响，保证采集图像有良好的效果；最后构建基于色差模型的六价铬检测建模方法，代替传统的以相关性最大的图像特征与六价铬浓度建模方法，更综合地考虑了图像的颜色特征，所建立的色差模型鲁棒性更强，准确度更高。

技术领域

本发明涉及水质检测技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的水体六价铬检测方法。

背景技术

水体中六价铬是一种毒性很大的金属离子，短期或长期接触可致癌。我国现行的工业三废排放标准中规定，其在废水中的最高允许排放的浓度为 0.5mg/L。目前，六价铬含量的检测方法有分光光度法、比色法和电化学法等，其中分光光度法虽然具有较好的灵敏度和准确度，但是昂贵的仪器和试剂使得适用范围受到较大的限制，且仪器的体积较大,维护成本高。比色法检测方便，但受主观影响大，在应用上受到限制且不能实现自动在线检测。

近年来，机器视觉逐渐兴起，在工业上应用视觉技术检测的案例也越来越多，但在水质检测领域应用却很少。综合分析，主要原因为检测精度有限，通过仪器采集图像进行识别虽代替了目视比色法，消除了主观误差，但图像采集过程中受到干扰过多，图像处理后图像的好坏与回归模型的优劣直接关系到检测精度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于机器视觉的水体六价铬检测方法，采用基于机器视觉的水体六价铬检测装置，并融合图像处理技术提出基于色差模型的水体六价铬检测方法，并结合比色法检测方便、成本低的优点，实现自动在线检测，以解决现有技术存在的问题与不足。

一种基于机器视觉的水体六价铬检测方法，包括以下步骤：

(1)储存显色剂和溶液，用于与水样中的六价铬反应；

(2)配置不同浓度的六价铬溶液，CCD相机通过镜头拍照，获得样品图像，所述的样品图像中包括显色池和空白池；

(3)依次将不同浓度水样和注射泵输出的溶液或试剂在显色池中进行反应，空白池中以去离子水作空白；

(4)反应后，CCD相机通过镜头分别对显色池和空白池进行拍照，采集样品图像；

(5)所采集的样品图像由图像处理模块OpenCV处理；

(6)根据色差值和六价铬浓度，绘制标准曲线；

(7)检测时，依次得到测样时刻的样品图像，输入程序依次进行图像增强、感兴趣(ROI)区域提取和色差值计算，所得的色差值代入标准曲线即可获得样品六价格的浓度。

步骤(5)中，图像处理模块OpenCV处理的过程包括：

(a)基于Retinex的彩色恢复多尺度MSRCR图像增强，可有效减少图像采集过程带来的不确定干扰；

(b)图像感兴趣(ROI)区域提取，即提取每组试样的样品图像中的显色区域和空白区域；

(c)将处理好的显色区域和空白区域作色差分析，由色差模型CIELAB 得到色差值。

为了实现上述目的，本发明采用基于机器视觉的水体六价铬检测装置实现基于机器视觉的水体六价铬检测方法。

一种基于机器视觉的水体六价铬检测装置，包括：

显色池和空白池；

与所述显色池连接的显色液供液机构；

与所述空白池连接的空白液供液机构；