基于数字图像处理技术的水厂自动加矾系统

摘要

信息处理技术介入自来水行业是近年来水厂发展最显著的特点.控制加入絮凝剂的多少是水厂自动化的关键技术之一.本文分析了国内外水厂自动加矾系统处理的现状,针对它们的不足,设计了一套全新的基于数字图像处理技术的水厂自动加矾系统,完全依靠数字图像处理技术对矾花特征进行识别,并根据检测到的矾花的特征来控制絮凝剂的加入.本文阐述了该系统的总体结构、硬件和软件实现以及工作流程.根据对矾花图像的特征研究,针对现有图像滤波的不足,设计了一种新的自适应鲁棒中值滤波方法对矾花图像进行滤波,提高了系统的抗干扰能力;为进一步适应系统快速、高稳定性的需要,改进了传统基于直方图分析的自适应阈值分割算法,提高了系统的处理速度和鲁棒性能;系统采用区域增长分割算法对滤波后的矾花图像进行分割和识别统计,求出以矾花平均粒径为代表的矾花特征值,并以此控制絮凝剂的加入.结果表明,用以上方法相结合设计出的水厂自动加矾系统,可以快速识别出矾花状态的改变,调整絮凝剂的加入量,有良好的鲁棒性和稳定性,并且检测过程简单,能显著降低成本,有利于提高水厂的自动化水平,具有重要的实用价值.

目录

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第一章绪论

1.1引言

1.2数字图像处理技术概况

1.2.1数字图像处理技术的产生和发展

1.2.2数字图像处理技术的主要内容和特点

1.2.3数字图像处理技术的应用

1.2.4国内外在图像处理技术领域的研究热点和发展趋势

1.3基于数字图像处理技术的水厂自动加矾系统的研究的意义

1.3.1水厂加矾系统的研究现状

1.3.2选题意义及实现

1.4本文的结构安排

1.5本章小结

第二章数字图像表示和处理技术

2.1图像的数字化

2.2数字图像的表示

2.2.1灰度数字图像的阵列方式表示

2.2.2灰度数字图像的向量表示

2.3数字图像处理方法

2.3.1空间域图像处理

2.3.2变换域图像处理

2.4数字图像处理系统

2.5本章小结

第三章自动加矾系统数字图像预处理技术研究

3.1数字图像预处理技术概述和拟解决问题

3.2灰度直方图分析

3.2.1问题的提出

3.2.2实现方法

3.3彩色图像转换为灰度图像

3.3.1问题的提出

3.3.2实现方法

3.4数字图像滤波研究

3.4.1问题的提出

3.4.2数字图像滤波技术研究的现状

3.4.3常用滤波算法及存在的问题

3.4.4问题的解决

3.5实验结果

3.6本章小结

第四章自动加矾系统数字图像识别技术研究

4.1数字图像识别技术概述和拟解决问题

4.2数字图像二值分割

4.2.1问题的提出

4.2.2数字图像分割算法研究的现状和存在的问题

4.2.3问题的解决

4.3图像的测量和统计

4.3.1问题的提出

4.3.2图像识别和统计的实现

4.4试验结果

4.4.1图像识别结果

4.4.2误差分析

4.4.3平均粒径和加矾量试验

4.5本章小结

第五章基于数字图像处理技术的水厂自动加矾系统设计

5.1水厂自动控制系统

5.1.1水厂自动化简介

5.1.2水厂自动控制系统

5.2基于数字图像处理技术的水厂自动加矾系统

5.2.1系统的组成

5.2.2控制模式和控制策略

5.3基于数字图像处理技术的水厂自动加矾系统的硬件设计

5.3.1水样参数采集部分设计

5.3.2图像采集和处理部分设计

5.3.3絮凝剂加入控制部分设计

5.4基于图像处理技术的水厂自动加矾系统的软件设计

5.4.1系统设计思想

5.4.2软件开发环境

5.4.3软件设计与实现

5.5本章小结

总结与展望

参考文献

致 谢

附录A：英文缩写对照

附录B：读硕期间发表的论文及参加的课题项目