本發明公開了一種利用智能成像與識別技術實現在線生物監測的方法，包括外殼體，外殼體上設有顯微鏡組件，顯微鏡組件包括顯微鏡立臂，顯微鏡立臂設置在底座上，底座上設有自動掃描載物平臺，顯微鏡立臂上端設有高清攝像相機，顯微鏡立臂上端下方安裝有物鏡，且高清攝像相機設置在物鏡上方，外殼體上還設有控制器，本發明結構簡單，操作方便，利用計算機視覺中物體檢測的算法，能簡單直觀、自動化的記錄并分析污水中微生物情況，并且能夠實時在線觀測污水狀態。

技術領域

本發明涉及生物監測技術領域，具體為一種利用智能成像與識別技術實現在線生物監測的方法。

背景技術

為了了解污水中微生物狀況，傳統方法是通過人工鏡檢來觀測并記錄其中的微生物數目，從而來指示污水狀態。傳統方法耗時耗力，而且過程繁瑣。

當前，人工鏡檢是廣泛使用的用于判斷活性污泥性狀的檢測技術，在利用人工鏡檢技術的同時結合兩個指標：生物反應池水中溶解氧DO值和污泥濃度MLSS值，來推測微生物種群的生存狀態和數目，從而達成對活性污泥性狀監測的目的。然而，人工鏡檢需要人工進行采樣和預處理，同時需要花費大量時間進行人工識別。這些條件限制了人工鏡檢在污水處理環節中的應用，而人工鏡檢最大的問題在于：其檢測對象僅針對于某取樣時刻采集到的少量污水，特定的取樣時間無法充分體現一定時間內活性污泥的變化趨勢，而少量的水樣也很難體現活性污泥的總體情況；由于人工采集水樣、人工預處理以及人工識別等步驟，以及水樣在從污水處理廠運至實驗室所耽擱的時間，采用人工鏡檢分析得出的結果并不具有即時性；缺乏量化的水質判斷標準——目前主要通過人工檢測污水采樣，主觀判斷水質。沒有可量化的水質判斷標準，例如根據每毫升水樣中微生物的種群、數量等條件，判斷污水處于哪個處理階段等等；無法做到7/24小時不間斷自動化實時監測、無法提供上級主管單位實時的反映城市污水處理系統的各項運行參數及出水水質。

而目前所利用的圖像識別技術主要存在以下幾點問題：攝像設備并非專業顯微攝像設備，無法自動設置曝光、自動調節焦距因而只能拍攝人眼可識別的大顆粒物；光源多采用自然光或者發光二極管直接照射或反射，光源利用效率低下，難以通過微調提高效率；不存在預處理單元，無法通過自動化的處理手段提高對于觀測對象的拍攝質量；沒有顯微放大功能，無法針對微生物個體進行準確、清晰的拍攝，圖像采集分辨率低；圖像的平滑處理、閾值分割和去噪操作效果不佳，僅能針對混凝絮凝工藝或活性污泥中的絮凝體（即僅體積參量）進行識別；識別的準確度不高，無法精確的識別開各種微生物，并且漏檢的情況比較嚴重；識別的速度比較慢，無法達到實時的效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用智能成像與識別技術實現在線生物監測的方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種利用智能成像與識別技術實現在線生物監測裝置, 包括外殼體，所述外殼體上設有顯微鏡組件，所述顯微鏡組件包括顯微鏡立臂，所述顯微鏡立臂設置在底座上，所述底座上設有自動掃描載物平臺，所述自動掃描載物平臺上放置待檢生物；所述顯微鏡立臂上端設有高清攝像相機，所述顯微鏡立臂上端下方安裝有物鏡，且所述高清攝像相機設置在物鏡上方，所述外殼體上還設有控制器，所述控制器內設有微處理器、圖像采集模塊、存儲模塊、算法模塊和信號傳輸模塊，所述高清攝像相機通過圖像采集模塊連接微處理器，所述微處理分別連接存儲模塊、算法模塊，所述微處理器通過信號傳輸模塊連接監測終端。

優選的，所述外殼體后端設有散熱窗口，所述散熱窗口內側設有防塵網，所述外殼體后端還安裝有數據傳輸接口。

優選的，一種利用智能成像與識別技術實現在線生物監測的方法，其特征在于：包括以下步驟：

A、采樣點采樣：選擇在生物反應池與二次沉淀池之間設置采樣點，通過采水泵抽取水樣并以一定水頭輸送到預處理單元；

B、水樣預處理：在預處理單元對水樣進行稀釋以及攪拌，提高水體中活性污泥的分散度和均勻度；

C、水樣檢測：利用具有自動調節曝光、焦距的智能顯微成像裝置對以一定流速通過檢測區域的水樣進行一次或多次成像；