一种基于PSO与OSTU的改进絮体分割算法.pdf

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1、2015年第34卷第1期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)131DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)01-0131-04一种基于PSO与OSTU的改进絮体分割算法谢昕，王建宾，胡锋平(1．华东交通大学信息工程学院，江西南昌3300132．华东交通大学土木建筑学院，江西南昌330013)摘要：介绍了图像分割中常用的直方图法、迭代法、经典大津法的阈值选取原理，然后对水处理混凝过程中的絮体图像进行分割对比实验，结合絮体运动特点和水处理实时性的要求，提出了一种基于粒子群优化(PSO)与OSTU的絮体图像分割的改进算法，即先

2、通过灰度拉伸以增强图像灰度对比，再利用PSO算法的全局搜索能力来改善OSTU方法的阈值选取时间，求出分割阈值。实验表明：该算法能实现絮体图像的准确、快速分割，达到实时计算絮体等效粒径和数量的要求。关键词：粒子群优化；算法；絮体；图像分割；增强OSTU中图分类号：TP391．4文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)01-0131-04Ani~mprovedfloOcCsegmentationalgorithmbDasedoOnPSOandOSTUXIEXin，WANGJian—bin，HUFengping。(1．SchoolofInformationEngineering，Eas

3、tChinaJiaotongUniversity，Nanchang330013，China；2．SchoolofCivilEngineering，EastChinaJiaotongUniversity，Nanchang330013，China)Abstract：Introducethresholdvalueselectionprinciplesuchashistogram，iterativeandclassicOSTUmethod，thenusethesethreemethodstodividefloesimageofwatertreatmentcoagulationprocess，bycom

4、paringtheeffectandcombiningtheflocmovementandthecharacteristicsofthereal—timedemandinwatertreatment．putforwardakindofimprovedOSTUimagesegmentationmethodbasedonparticleswarmoptimization(PSO)．First，usinggraystretchtoenhanceimagegray—scalecontrastandthenutilizingglobalsearchabilityofPSOalgorithmtoimpro

5、vethresholdvaluetimeofreinforcedOSTUmethodandgetsegmentationthreshold．Experimentalresuhsshowthatthealgorithmcanrealizeaccurateandfastsegmentationofflocsinwatertreatment，reachrequirementofreahimecaleulationofequivalentsizeandnumberoffloc．Keywords：PSO；algorithm；floe；imagesegmentation；enhancedOSTU0引言R即

6、可以反映出混凝过程的效果的技术，但在常规浊度的饮用水处理工艺一般包括混凝、沉淀、过滤、消毒等几水处理中效果不甚理想。显示絮凝控制方法(flocculation个阶段。混凝就是采用混凝剂使水中的胶体颗粒和细小的controldevice，FCD)是一种基于图像处理的高效、准确的悬浮物相互凝聚，形成沉淀性能良好的絮体(矾花)，使之检测技术，它以絮体的等效粒径为主要参量，有效避免了物在后续的工艺中能够有效地从水中分离。理化学因素的影响。但是FCD时间复杂度高，在絮体识别近年来，国内外研究者将各种检测技术应用于混凝过的过程中，花费了大量的时间。而图像分割是絮体识别的程的检测中。流动电流检测(strea

7、mingcurrentdetector，关键一步，如何提高絮体图像分割的精度与速度是目前需SCD)技术是在原水中投加混凝剂，经过混合后在其末端要解决的一个关键问题。检测水中的流动电流值，找出沉淀后出水浊度值的关系。研究者相继提出了多种絮体图像分割算法。宋晓由于SCD仪表灵敏度较低，变化范围较小，受原水中某些峰采用了基于方差最大比的阈值确定方法，能最大限度有机物影响较大，限制了使用场合。1984年，