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JPH0424913B2 - - Google Patents
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JPH0424913B2 - - Google Patents

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JPH0424913B2
JPH0424913B2 JP7389189A JP7389189A JPH0424913B2 JP H0424913 B2 JPH0424913 B2 JP H0424913B2 JP 7389189 A JP7389189 A JP 7389189A JP 7389189 A JP7389189 A JP 7389189A JP H0424913 B2 JPH0424913 B2 JP H0424913B2
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JP
Japan
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image
activated sludge
calculating
flocs
image data
Prior art date
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Application number
JP7389189A
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Japanese (ja)
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JPH02253786A (en
Inventor
Kazuyuki Suzuki
Juichi Usami
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Ebara Corp
Ebara Research Co Ltd
Original Assignee
Ebara Research Co Ltd
Ebara Infilco Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、活性汚泥の画像認識方法に係り、特
に、下水処理等で活性汚泥法を用いて、排水を浄
化処理する設備において、曝気槽中の活性汚泥の
性状を認識評価する画像認識処理方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an image recognition method for activated sludge, and is particularly applicable to an aeration tank in equipment for purifying wastewater using the activated sludge method in sewage treatment, etc. The present invention relates to an image recognition processing method for recognizing and evaluating the properties of activated sludge.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

活性汚泥法は、下水処理等の広い分野で活用さ
れている水処理プロセスである。該方法を実施す
るための要件は、酸素存在下で微生物による有機
汚濁物質の分解、同化反応の確保と、生成した活
性汚泥フロツクの効果的な沈殿分離の確保にある
が、前記の反応条件の変動によつては必ずしも、
良好な沈殿分離が確保し得ない局面が応々にして
起こり、従来運転管理が比較的難しい水処理プロ
セスの1つとされてきた。
The activated sludge method is a water treatment process that is used in a wide range of fields such as sewage treatment. The requirements for carrying out this method are to ensure the decomposition and assimilation reaction of organic pollutants by microorganisms in the presence of oxygen, and to ensure effective sedimentation and separation of the generated activated sludge flocs. Depending on the fluctuation,
Situations where good precipitation separation cannot be ensured occur from time to time, and conventionally it has been considered one of the water treatment processes that is relatively difficult to manage.

良好な沈殿分離を確保するためには、生成した
活性汚泥フロツクが、稠密で粒径の大きな、即ち
沈降速度の大きなものである必要がある。従来、
総活的(マクロ的)には、SVI等の指標を用いて
沈降性の評価を行い、運転管理のための情報とし
てきた。しかし、SVIの指標そのものが手分折操
作によるものであつたため、リアルタイム性に欠
けるものである上、その数値についても、明確な
閾値がある訳ではなく、沈殿分離の良否との対応
には経験的判断の介在を必要とするなど、自動
化・オンライン化しにくい性格を持つていた。
In order to ensure good sedimentation separation, the activated sludge flocs produced must be dense and have a large particle size, that is, have a high sedimentation rate. Conventionally,
In terms of total activity (macro), indicators such as SVI have been used to evaluate sedimentation and provide information for operation management. However, since the SVI index itself was based on manual separation operations, it lacks real-time performance, and there is no clear threshold value for the numerical value, so it is difficult to judge the quality of precipitation separation based on experience. It had characteristics that made it difficult to automate or bring it online, such as requiring the intervention of subjective judgment.

こうした背景から、近年、活性汚泥の顕微鏡等
による拡大影像を、テレビカメラにより画像処理
装置にとり込み、処理を行つて活性汚泥に関する
ミクロ的な情報を得ようとする試みがみられる様
になつてきた。しかし、これらは、一方では原生
動物の認識計数であつたり、他方では沈降性を妨
害する糸状細菌の認識計数であり、活性汚泥フロ
ツクそのものの稠密性を取り扱うものではなかつ
た。
Against this background, in recent years, attempts have been made to obtain microscopic information about activated sludge by importing enlarged images of activated sludge using a microscope, etc. into an image processing device using a television camera, and processing the images. . However, these are recognition counts for protozoa on the one hand and filamentous bacteria that interfere with sedimentation on the other hand, and do not deal with the density of the activated sludge floc itself.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記のように、従来技術においては、活性汚泥
フロツクの稠密性を取り扱う技術は開発されてい
なかつた。
As mentioned above, in the prior art, no technology has been developed to deal with the density of activated sludge flocs.

そこで、本発明は、活性汚泥フロツクの稠密性
を定量化して評価し、活性汚泥フロツクの安定し
た運転制御を可能とするための画像認識方法を提
供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide an image recognition method for quantifying and evaluating the density of activated sludge flocs and enabling stable operation control of activated sludge flocs.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明者らは、沈殿分離を支配する因子は、糸
状細菌の量だけでなく、活性汚泥フロツクそのも
のの稠密性にあるとの見解のもとに、鋭意研究の
結果、稠密性を定量的に表現し得る新規な画像認
識処理方法を発明し、上記の目的を達成したもの
である。
The present inventors believe that the factor governing sedimentation separation is not only the amount of filamentous bacteria but also the density of the activated sludge floc itself.As a result of intensive research, the inventors have quantitatively determined the density of the activated sludge floc. This invention has achieved the above objectives by inventing a novel image recognition processing method that can be expressed.

すなわち、本発明は、 活性汚泥を拡大撮像し、画像処理する方法にお
いて、 (1) 原画像データの輝度値と背景画像データの輝
度値の差を演算する第1の工程と、 (2) 第1の工程で得られた画像を2値化処理する
第2の工程と、 (3) 第1の工程で得られた画像を線検出処理した
後、2値化処理する第3の工程と、 (4) 第2の工程で得られた画像データと第3の工
程で得られた画像データの輝度値の和を演算し
てマスク画像を得る第4の工程と、 (5) 第1の工程で得られた画像データと、第4の
工程で得られた画像データの輝度値の和を演算
して強調画像を得る第5の工程と、 (6) 第5の工程で得られた画像を2値化処理する
第6の工程と、 (7) 第6の工程で得られた画像を縮小処理及び拡
大処理して活性汚泥フロツクの画像のみを得る
第7の工程と、 (8) 第7の工程で得られた画像の画素数を積算
し、活性汚泥フロツクの面積及び/又は体積を
演算する第8の工程と、 (9) 第1の工程で得られた画像と第7の工程で得
られた画像の論理積を演算する第9の工程と、 (10) 第9の工程で得られた画像を複数の輝度値で
2値化処理する第10の工程と、 (11) 第10の工程で得られた画像を縮小処理及
び拡大処理する第11の工程と、 (12) 第11の工程で得られた複数の画像の各々
について、画素数を積算し、活性汚泥フロツク
の面積及び/又は体積を演算する第12の工程
と、 (13) 第12の工程で得られた活性汚泥フロツク
の面積の各々について、第8の工程で得られた
活性汚泥フロツクの面積との比率あるいは、第
12の工程で得られた活性汚泥フロツクの体積の
各々について、第8の工程で得られた活性汚泥
フロツクの体積との比率の少なくとも一方を演
算する第13の工程と、 (14) 第13の工程で得られた演算値により活性
汚泥フロツクの稠密性を判定する第14の工程、 とからなることを特徴とする活性汚泥の画像認識
方法にある。
That is, the present invention provides a method for enlarging activated sludge imaging and image processing, which includes: (1) a first step of calculating a difference between a brightness value of original image data and a brightness value of background image data; a second step of binarizing the image obtained in step 1; (3) a third step of binarizing the image obtained in the first step after line detection processing; (4) a fourth step of calculating the sum of the brightness values of the image data obtained in the second step and the image data obtained in the third step to obtain a mask image; (5) the first step; (6) calculating the sum of the brightness values of the image data obtained in the fourth step and the image data obtained in the fourth step to obtain an enhanced image; (6) calculating the image obtained in the fifth step; a sixth step of performing binarization processing; (7) a seventh step of reducing and enlarging the image obtained in the sixth step to obtain only an image of activated sludge flocs; (8) a seventh step. an eighth step of integrating the number of pixels of the image obtained in the first step and calculating the area and/or volume of the activated sludge floc; (9) combining the image obtained in the first step with the seventh step; a ninth step of calculating the logical product of the obtained images; (10) a tenth step of binarizing the image obtained in the ninth step using a plurality of brightness values; (11) a tenth step. (12) For each of the plurality of images obtained in the 11th step, the number of pixels is integrated, and the area and area of the activated sludge flocs are calculated. (13) the ratio of each area of the activated sludge flocs obtained in the twelfth step to the area of the activated sludge flocs obtained in the eighth step; No.
(14) a thirteenth step of calculating at least one of the ratios of each of the volumes of activated sludge flocs obtained in the twelve steps to the volume of the activated sludge flocs obtained in the eighth step; A fourteenth step of determining the density of the activated sludge flocs based on the calculated value obtained in the step.

上記において、活性汚泥とは、フロツク形成細
菌、糸状細菌及び原生動物等で形成されたものを
総称するもので、フロツク形成細菌によつて形成
されたフロツク状の対象物を活性汚泥フロツクと
いい、独立遊離あるいはフロツクから放射状にの
びている糸状の対象物を糸状細菌といい、本発明
では活性汚泥フロツクを定量的に認識するもので
ある。
In the above, activated sludge is a general term for those formed by floc-forming bacteria, filamentous bacteria, protozoa, etc., and the floc-like objects formed by floc-forming bacteria are called activated sludge flocs. Filamentous objects that are free independently or extend radially from the flocs are called filamentous bacteria, and the present invention quantitatively recognizes activated sludge flocs.

〔作用〕[Effect]

本発明にかかる画像認識方法では、下水処理等
の活性汚泥プロセスに生成する活性汚泥フロツク
の拡大影像を、所定の画像演算処理を施すことに
よつて、その稠密性を定量化し、評価することが
でき、それによつて、活性汚泥フロツクの良否を
診断し、もつて効果的な運転管理、自動制御を可
能ならしめる作用をなす。
In the image recognition method according to the present invention, by performing predetermined image calculation processing on an enlarged image of activated sludge flocs generated in an activated sludge process such as sewage treatment, its density can be quantified and evaluated. This enables diagnosis of the quality of activated sludge flocs, thereby enabling effective operation management and automatic control.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面を参照にして更に詳しく説
明するが、本発明はこの実施例に限定されるもの
ではない。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to this embodiment.

最初に第1図を用いて説明する。第1図は、本
発明に係わる活性汚泥の画像認識処理方法の運用
例を示す説明図である。
First, explanation will be given using FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of operation of the activated sludge image recognition processing method according to the present invention.

原水1は必要ならば前処理を受けた後、曝気槽
2に導入され、ここで、沈殿池4から返送された
活性汚泥12と混合される。曝気槽2内には、活
性汚泥の活動に必要な酸素を供給するため、ブロ
ワー3より空気が供給されている。活性汚泥は曝
気槽中に滞留する間に排水中の有機物質を分解資
化する。曝気槽2からの流出水は沈殿池4に送ら
れ、ここで、活性汚泥を沈殿分離して、清澄な処
理水7を得る。沈殿した活性汚泥の一部は返送汚
泥12となり、残部は余剰汚泥13として系外に
排出される。
The raw water 1 is pretreated if necessary and then introduced into the aeration tank 2, where it is mixed with activated sludge 12 returned from the settling tank 4. Air is supplied into the aeration tank 2 from a blower 3 in order to supply oxygen necessary for activated sludge activity. Activated sludge decomposes and assimilates organic substances in wastewater while remaining in the aeration tank. The effluent from the aeration tank 2 is sent to a settling tank 4, where the activated sludge is separated by sedimentation to obtain clear treated water 7. A portion of the precipitated activated sludge becomes return sludge 12, and the remainder is discharged outside the system as surplus sludge 13.

曝気槽2中には活性汚泥の拡大影像を得るのに
好適な水中顕微鏡8が浸漬されていて、定期的に
活性汚泥の影像を把え、本発明に係る画像認識シ
ステム9へ送信している。この水中顕微鏡8とし
ては、例えば、本出願人が先に出願した特願昭62
−279056号に記載のような、この目的に適した装
置が選定される。
An underwater microscope 8 suitable for obtaining enlarged images of activated sludge is immersed in the aeration tank 2, and images of the activated sludge are periodically captured and transmitted to an image recognition system 9 according to the present invention. . This underwater microscope 8 may be used, for example, in the patent application filed in 1982, which the present applicant previously filed.
A device suitable for this purpose is selected, such as that described in No. 279056.

画像認識処理システム9は、画像演算処理装
置、コンピユータ、モニタ、テレビ等から構成さ
れ、水中顕微鏡8からの映像信号に必要な演算処
理を施し、活性汚泥フロツクの稠密性を評価判定
する指標を算出する。該システム9での演算結果
はコントローラ10を介して伝達され、必要に応
じて、曝気ブロワー3、返送汚泥ポンプ5、余剰
汚泥ポンプ6が制御される。
The image recognition processing system 9 is composed of an image processing device, a computer, a monitor, a television, etc., and performs the necessary calculation processing on the video signal from the underwater microscope 8, and calculates an index for evaluating and determining the density of activated sludge flocs. do. The calculation results in the system 9 are transmitted via the controller 10, and the aeration blower 3, return sludge pump 5, and surplus sludge pump 6 are controlled as necessary.

次に、第2図の本発明の画像認識処理方法のフ
ローの一例を示す工程図を用いて、画像認識シス
テム9における画像データの処理手順について説
明する。
Next, a procedure for processing image data in the image recognition system 9 will be described using a process diagram showing an example of the flow of the image recognition processing method of the present invention shown in FIG.

水中顕微鏡等から入力された原画像データ21
は、必要ならば複数回の積分入力により平滑化さ
れた後、入力画像の照明ムラ等を除去するため、
対象物(活性汚泥フロツク等)を含まない背景画
像データ22との間で、輝度値の差を演算23す
る(第1の工程)。次に第1の工程で得られた画
像について、A,B2通りの処理手順に従つて、
画像処理を行う。
Original image data 21 input from an underwater microscope, etc.
is smoothed by multiple integral inputs if necessary, and then in order to remove uneven illumination of the input image,
A difference in brightness value is calculated 23 between the background image data 22 that does not include the target object (activated sludge flocs, etc.) (first step). Next, for the image obtained in the first step, follow the two processing procedures A and B.
Perform image processing.

Aルートの処理では、第1工程で得られた画像
について、所定の輝度値で2値化処理24を行つ
て(第2の工程)得た画像と、第1の工程で得た
画像の中間輝度部(糸状細菌や活性汚泥フロツク
周辺部など)を強調するためにラプラシアンオペ
レータを用いて線検出処理25を行つた後、2値
化処理26を行つて(第3の工程)得た画像との
間で、輝度値の和を演算27する(第4の工程)。
In route A processing, the image obtained in the first step is subjected to binarization processing 24 at a predetermined brightness value (second step), and the image obtained in the first step is intermediate between the image obtained in the first step and the image obtained in the first step. After line detection processing 25 is performed using a Laplacian operator to emphasize bright areas (filamentous bacteria, areas around activated sludge flocs, etc.), binarization processing 26 is performed (third step) to create an image. The sum of the luminance values is calculated 27 between (fourth step).

ここで、ラプラシアンオペレータのサイズは3
×3マトリツクス以上、好ましくは9×9マトリ
ツクスが良く、また加重係数の配置は、ランダム
な方向を持つ線分をどの方向を持つものでも強調
処理ができる様、好ましくは、12種程度配置の異
なるものを用意しておくと良い。12通りのオペレ
ータを用いてフイルタリング処理した後、論理和
演算を行つて各画素の輝度値を求めておく。得ら
れた画像と第2の工程で得られた画像の和をとれ
ば、マスクとする画像が作成される。尚、得られ
た輝度値の和が最高輝度値(8ビツトの場合は
255)を超えるものは最高輝度値とする。
Here, the size of the Laplacian operator is 3
A ×3 matrix or more, preferably a 9 × 9 matrix, is better, and the weighting coefficients are preferably arranged in about 12 different ways so that line segments with random directions can be emphasized in any direction. It's good to have things ready. After filtering using 12 different operators, a logical OR operation is performed to determine the brightness value of each pixel. By adding the obtained image and the image obtained in the second step, an image to be used as a mask is created. Note that the sum of the obtained brightness values is the maximum brightness value (in the case of 8 bits,
255) is considered the highest brightness value.

次に、このマスク画像を、第1の工程で得られ
る画像との間で輝度値の和を前記第4の工程と同
様の操作で演算29し、強調画像を得る(第5の
工程)。この際、マスク画像を白黒反転させて、
合成した後物体のない部分の輝度値をすべて背景
扱いとして輝度変換を行う。第5の工程で得られ
た画像を所定のレベルで2値化処理30すること
により(第6の工程)、ノイズ、照明ムラ等が除
かれ、不明瞭な糸状細菌やフロツク周辺部の輪郭
部なども明瞭化された原画像の正確な2値化画像
が得られる。
Next, the sum of brightness values between this mask image and the image obtained in the first step is calculated 29 in the same manner as in the fourth step to obtain an enhanced image (fifth step). At this time, invert the mask image in black and white,
After compositing, all the brightness values of the parts without objects are treated as the background and the brightness is converted. By binarizing the image obtained in the fifth step 30 at a predetermined level (sixth step), noise, uneven illumination, etc. are removed, and unclear filamentous bacteria and outlines around the flocs are removed. An accurate binarized image of the original image with clarity can be obtained.

続いてAルートでは、上記画像から糸状細菌を
除去し、フロツクのみを抽出するため、必要な回
数の縮小処理及び拡大処理31を行う(第7の工
程)。この回数は、サンプルの拡大倍数と糸状細
菌の太さ等を考慮して、これを除去するのに十分
な回数を行えば良い。得られた画像の画素数を積
算し、活性汚泥フロツクの面積を算出32する
(第8の工程)。
Subsequently, in route A, in order to remove filamentous bacteria from the image and extract only flocs, reduction processing and enlargement processing 31 are performed as many times as necessary (seventh step). This number of times may be sufficient to remove the bacteria, taking into consideration the magnification of the sample and the thickness of the filamentous bacteria. The number of pixels of the obtained image is integrated and the area of the activated sludge floc is calculated 32 (eighth step).

これは例えば、フロツク部の画素数と、単位画
素面積(画素4点でつくられる正方形の面積)と
をもとに算出する方法でよく、また、画面の全画
素数に対するフロツク部の画素数の比率として算
出してもよい。
For example, this can be calculated based on the number of pixels in the flock section and the unit pixel area (area of a square made of four pixels), or the number of pixels in the flock section relative to the total number of pixels on the screen. It may also be calculated as a ratio.

次にBルートの処理手順について説明する。B
ルートでは、第1の工程で得られた画像につい
て、前記第7の工程で得られた画像との間で、対
応する各輝度値について論理積演算33を行う
(第9の工程)。ここで、論理積演算とは、両画像
の対応する輝度値が、ある値と0(ゼロ)ならば
ある値を保存し、ある値と255(8ビツトの場合)
ならば、255を保存する演算を言う。これにより
糸状細菌やノイズを除去することができる。続い
て第9の工程で得られた画像について、複数の輝
度値で2値化処理34する(第10の工程)。この
2値化処理の輝度値の設定については、該活性汚
泥の輝度値の分布に関する知見から任意に設定し
て良い。例えば、対象とする活性汚泥フロツクに
ついて最大径を算出して、その最大径方向に沿つ
て走査して得られる輝度値分布から、最大輝度
値、最小輝度値を求め、その最大輝度値、最小輝
度値及びその間の少なくとも1つの輝度値として
設定することが好ましい。これにより、2値化処
理の輝度値の異なる複数の2値化画像が得られ
る。
Next, the processing procedure for route B will be explained. B
In the route, an AND operation 33 is performed for each corresponding luminance value between the image obtained in the first step and the image obtained in the seventh step (ninth step). Here, the logical AND operation means that if the corresponding brightness values of both images are a certain value and 0 (zero), then the certain value is saved, and
Then, say the operation that saves 255. This makes it possible to remove filamentous bacteria and noise. Subsequently, the image obtained in the ninth step is subjected to binarization processing 34 using a plurality of brightness values (tenth step). The brightness value for this binarization process may be set arbitrarily based on knowledge regarding the distribution of brightness values of the activated sludge. For example, calculate the maximum diameter of the targeted activated sludge flocs, calculate the maximum brightness value and minimum brightness value from the brightness value distribution obtained by scanning along the maximum diameter direction, and calculate the maximum brightness value and minimum brightness value. It is preferable to set the brightness value as a value and at least one brightness value therebetween. As a result, a plurality of binarized images having different brightness values are obtained through the binarization process.

この複数の2値化画像の各々について、糸状細
菌等を除去するため、必要な回数の画像の縮小処
理及び拡大処理35を行つて、活性汚泥フロツク
のみを抽出する(第11の工程)。この回数は、サ
ンプルの拡大倍率と糸状細菌の太さ等を考慮し
て、これを除去するのに必要十分な回数を行えば
よい。抽出された複数の画像の各々について、活
性汚泥フロツクの面積を第8の工程と同様の操作
で演算計測36する(第12の工程)。
For each of the plurality of binarized images, in order to remove filamentous bacteria and the like, image reduction and enlargement processing 35 is performed a necessary number of times to extract only activated sludge flocs (eleventh step). This number of times may be sufficient to remove the bacteria, taking into account the magnification of the sample and the thickness of the filamentous bacteria. For each of the plurality of extracted images, the area of the activated sludge flocs is calculated and measured 36 in the same manner as in the eighth step (twelfth step).

最後に、ルートBで得られた複数の画像につい
て、各々求められたフロツク面積に関する演算値
について、ルートAで求められたフロツク面積の
演算値に対する比率37を演算する(第13の工
程)。求められた比率の値を用いて、活性汚泥フ
ロツクの分散・集合の度合、即ち稠密性について
判定する(第14の工程)。
Finally, for the plurality of images obtained on route B, the ratio 37 of the calculated value of flock area obtained on route A to the calculated value of flock area is calculated (13th step). Using the obtained ratio value, the degree of dispersion and aggregation of activated sludge flocs, that is, the density, is determined (fourteenth step).

以上の内容を第3図を用いてより具体的に説明
する。第3図は、本発明の画像認識処理方法の原
理を示す工程図である。
The above content will be explained in more detail using FIG. 3. FIG. 3 is a process diagram showing the principle of the image recognition processing method of the present invention.

サンプルS1は、フロツクの周辺から中心に至
る内部に微生物が、疎に集合した活性汚泥フロツ
クであり、サンプルS2は密に集合した活性汚泥
フロツクである。
Sample S1 is an activated sludge floc in which microorganisms are loosely aggregated inside the floc from the periphery to the center, and sample S2 is an activated sludge floc in which microorganisms are densely aggregated.

第3−1図は、ガラス等により両面を狭まれた
顕微鏡用プレパラートの断面を示す模式図である
が、これらのサンプルのある断面(例えば前記の
如く最大径方向のある断面)を走査した輝度値分
布曲線は第3−2図のようになる。このように、
活性汚泥フロツクは、両者とも中央部から周辺部
に向かつて、輝度値の高い輪隔を持つ物体として
把えられることになり、この周辺部の中間輝度値
をどのように処理するかで、対象物体を正確に認
識できるかどうかが左右されることになる。
Figure 3-1 is a schematic diagram showing a cross-section of a microscope preparation narrowed on both sides by glass or the like. The value distribution curve is as shown in Figure 3-2. in this way,
Activated sludge flocs are both understood as objects with ring spacing with high luminance values from the center to the periphery, and depending on how to process the intermediate luminance values in the periphery, This will depend on whether you can accurately recognize objects.

そこで、ルートAでは、この周辺部に相当する
中間輝度値に対して、ラプラシマンフイルタを用
いた強調処理を行つて、周辺部の輪隔をはつきり
させ、対象の正確な影像を得る処理手順を採用し
ている。即ち、ルートAの手順で求められたフロ
ツク影像は、真の影像に最も近いものとして得ら
れることになる。
Therefore, in route A, an emphasis process is performed using a Laplacian filter on the intermediate luminance value corresponding to the peripheral area, and the ring interval in the peripheral area is exaggerated, thereby obtaining an accurate image of the object. procedures are adopted. That is, the flock image obtained by the procedure of route A is obtained as the one closest to the true image.

次に、前記ルートBによる手順に従つて処理を
行う。フロツクの影像は、第3−2図に示す如
く、その疎密の度合がフロツク断面を走査して得
られる輝度値分布の違いとして得ることができる
から、輝度値A〜Dによつて2値化処理を行なう
と、それぞれに応じて、第3−3図の如くフロツ
ク部の面積が異つて求められる。これらの面積を
ルートAの手順に従つて演算処理して得られたフ
ロツク面積に対する比率として各輝度値に対して
プロツトしたものが第3−4図である。つまり、
内部の疎な活性汚泥フロツク程、2値化処理の輝
度値の違いにより、抽出されるフロツク面積の変
化が大きいことになり、この変化の度合いを指標
として、フロツクの稠密性が判定できることにな
る。
Next, processing is performed according to the procedure according to route B. As shown in Figure 3-2, the image of the flock can be obtained as the difference in the brightness value distribution obtained by scanning the cross section of the flock, so it can be binarized by the brightness values A to D. When the processing is carried out, the area of the flock portion is determined differently depending on each case, as shown in FIG. 3-3. Figures 3-4 plot these areas as a ratio to the flock area obtained by arithmetic processing according to the procedure of route A for each brightness value. In other words,
The more sparse the internal activated sludge flocs are, the larger the change in the extracted floc area will be due to the difference in brightness values in the binarization process, and the degree of this change can be used as an index to determine the density of the flocs. .

なお、面積のかわりに体積を用いる場合には、
求められた面積にプレパラート間の厚みをかけれ
ばよい。
In addition, when using volume instead of area,
All you have to do is multiply the obtained area by the thickness between the slides.

変化の度合は、例えば、第3−4図の如く、直
線とみなして(最小2乗相関直線の算出)その傾
きとして求める方法を採用するなどすればよい。
すなわちサンプルS2は輝度値の違いによる面積
又は体積の認識率の変化がサンプルS1に較べて
水平に近く小さいこと、即ちフロツク内部に至る
まで微生物の集合の程度が稠密であることを表わ
していて、この方法でフロツクの稠密性を評価で
きることがわかる。
The degree of change may be determined, for example, by considering it as a straight line (calculating a least squares correlation straight line) and determining its slope as shown in FIGS. 3-4.
In other words, in sample S2, the change in the recognition rate of area or volume due to the difference in brightness value is almost horizontal and smaller than in sample S1, indicating that the degree of microbial aggregation is dense up to the inside of the floc. It can be seen that the density of the floc can be evaluated using this method.

こうしたデータを数多く集積しておき、観察の
都度、そのデータベースを参照することによつて
フロツク状態を判定することが可能となる。
By accumulating a large amount of such data and referring to the database each time an observation is made, it becomes possible to determine the floc state.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述したように、本発明によれば、従来行なえ
なかつた活性汚泥フロツクの稠密性を定量化して
評価することが可能となり、活性汚泥プロセスの
安定した運転制御を達成できる効果を生ずる。
As described above, according to the present invention, it becomes possible to quantify and evaluate the density of activated sludge flocs, which could not be done conventionally, and it is possible to achieve stable operation control of the activated sludge process.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の活性汚泥の画像認識処理方
法の運用例を示す概略説明図、第2図は、本発明
のフローの一例を示す工程図、第3図は、本発明
の原理を示す工程図である。 1……原水、2……曝気槽、3……曝気ブロ
ワ、4……沈殿池、5……返送汚泥ポンプ、6…
…余剰汚泥ポンプ、7……処理水、8……水中顕
微鏡、9……画像認識システム、10……コント
ローラ、11……沈殿汚泥、12……返送汚泥、
13……余剰汚泥。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing an example of operation of the activated sludge image recognition processing method of the present invention, FIG. 2 is a process diagram showing an example of the flow of the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of the present invention. FIG. 1... Raw water, 2... Aeration tank, 3... Aeration blower, 4... Sedimentation tank, 5... Return sludge pump, 6...
... Surplus sludge pump, 7 ... Treated water, 8 ... Underwater microscope, 9 ... Image recognition system, 10 ... Controller, 11 ... Precipitated sludge, 12 ... Return sludge,
13... Surplus sludge.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 活性汚泥を拡大撮像し、画像処理する方法に
おいて、 (1) 原画像データの輝度値と背景画像データの輝
度値の差を演算する第1の工程と、 (2) 第1の工程で得られた画像を2値化処理する
第2の工程と、 (3) 第1の工程で得られた画像を線検出処理した
後、2値化処理する第3の工程と、 (4) 第2の工程で得られた画像データと第3の工
程で得られた画像データの輝度値の和を演算し
てマスク画像を得る第4の工程と、 (5) 第1の工程で得られた画像データと、第4の
工程で得られた画像データの輝度値の和を演算
して強調画像を得る第5の工程と、 (6) 第5の工程で得られた画像を2値化処理する
第6の工程と、 (7) 第6の工程で得られた画像を縮小処理及び拡
大処理して活性汚泥フロツクの画像のみを得る
第7の工程と、 (8) 第7の工程で得られた画像の画素数を積算
し、活性汚泥フロツクの面積及び/又は体積を
演算する第8の工程と、 (9) 第1の工程で得られた画像と第7の工程で得
られた画像の論理積を演算する第9の工程と、 (10) 第9の工程で得られた画像を複数の輝度値で
2値化処理する第10の工程と、 (11) 第10の工程で得られた画像を縮小処理及
び拡大処理する第11の工程と、 (12) 第11の工程で得られた複数の画像の各々
について、画素数を積算し、活性汚泥フロツク
の面積及び/又は体積を演算する第12の工程
と、 (13) 第12の工程で得られた活性汚泥フロツク
の面積の各々について、第8の工程で得られた
活性汚泥フロツクの面積との比率あるいは第12
の工程で得られた活性汚泥フロツクの体積の
各々について、第8の工程で得られた活性汚泥
フロツクの体積との比率の少なくとも一方を演
算する第13の工程と、 (14) 第13の工程で得られた演算値により活性
汚泥フロツクの稠密性を判定する第14の工程、 とからなることを特徴とする活性汚泥の画像認識
方法。
[Claims] 1. A method for enlarging activated sludge and image processing, comprising: (1) a first step of calculating a difference between a brightness value of original image data and a brightness value of background image data; (2) a second step of binarizing the image obtained in the first step; (3) a third step of binarizing the image obtained in the first step after line detection processing; , (4) a fourth step of calculating the sum of the brightness values of the image data obtained in the second step and the image data obtained in the third step to obtain a mask image; a fifth step of calculating the sum of the brightness values of the image data obtained in the step and the image data obtained in the fourth step to obtain an enhanced image; (6) the image obtained in the fifth step; (7) a seventh step of reducing and enlarging the image obtained in the sixth step to obtain only an image of the activated sludge floc; an eighth step of integrating the number of pixels of the image obtained in step 7 and calculating the area and/or volume of the activated sludge floc; (9) the image obtained in the first step and the seventh step; (10) a tenth step of binarizing the image obtained in the ninth step using a plurality of brightness values; (11) a ninth step of calculating the logical product of the images obtained in An 11th step in which the images obtained in step 10 are reduced and enlarged; and/or a twelfth step of calculating the volume; and (13) the ratio of each area of the activated sludge flocs obtained in the twelfth step to the area of the activated sludge flocs obtained in the eighth step; or 12th
(14) a thirteenth step of calculating at least one of the ratios of the volumes of activated sludge flocs obtained in the eighth step to the volumes of the activated sludge flocs obtained in the eighth step; A fourteenth step of determining the density of activated sludge flocs based on the calculated value obtained in step 1.
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