JPH0671599B2 - Image recognition method for activated sludge - Google Patents
Image recognition method for activated sludgeInfo
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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。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an image recognition method for activated sludge, and more particularly to an aeration tank in equipment for purifying wastewater by using the activated sludge method in sewage treatment and the like. The present invention relates to an image recognition processing method for recognizing and evaluating the properties of activated sludge in the soil.
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 used in a wide range of fields such as sewage treatment. The requirements for carrying out the method are to decompose organic pollutants by microorganisms in the presence of oxygen, to ensure the assimilation reaction, and to ensure the effective precipitation separation of the activated sludge flocs produced. Due to fluctuations, a situation in which good precipitation separation cannot always be ensured sometimes occurs, and it has been regarded as one of the water treatment processes in which conventional operation management is relatively difficult.
良好な沈殿分離を確保するためには、生成した活性汚泥
フロックが、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、総括的(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
のが手分析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 formed must be dense and have a large particle size, that is, a high sedimentation rate. In the past, in general (macroscopically), sedimentation was evaluated using indicators such as SVI and used as information for operation management. However, since the SVI index itself is a result of manual analysis, it lacks real-time performance, and there is no clear threshold for that value, and it is empirical to deal with the quality of precipitation separation. It had a character that made it difficult to automate and go online, such as requiring judgment intervention.
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 capture an enlarged image of activated sludge with a microscope or the like into an image processing device using a television camera and perform processing to obtain microscopic information on the activated sludge. . However, these were on the one hand the recognition counts of protozoa and on the other hand the recognition counts of filamentous bacteria that interfere with sedimentation and did not deal with the denseness of the activated sludge flocks themselves.
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 described above, in the prior art, no technique has been developed for handling the denseness of the 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と
する。Therefore, an object of the present invention is to provide an image recognition method for quantifying and evaluating the denseness of the activated sludge flocks and enabling stable operation control of the activated sludge flocs.
〔課題を解決するための手段〕 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も
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。[Means for Solving the Problems] The inventors of the present invention have earnestly studied on the basis that the factor controlling precipitation separation is not only the amount of filamentous bacteria but also the denseness of the activated sludge flocks themselves. As a result of research, the inventors have invented a new image recognition processing method capable of quantitatively expressing denseness and achieved the above object.
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)原画像データの揮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を複数の輝度値で2値
化処理する第9の工程と、 (10)第9の工程で得られた画像を縮小処理及び拡大処
理する第10の工程と、 (11)第10の工程で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11の工程と、 (12)第11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11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12の工程と、 (13)第12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する第13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 relates to a method of enlarging and capturing an image of activated sludge and performing image processing, (1) a first step of calculating a difference between a volatility value of original image data and a luminance value of background image data, (2) A second step of binarizing the image obtained in the first step;
And (3) after performing line detection processing on the image obtained in the first step,
Third step of binarization processing, (4) Fourth operation of calculating a sum of luminance 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) A fifth step of obtaining the emphasized image by calculating the sum of the brightness values of the image data obtained in the first step and the image data obtained in the fourth step, (6) ) A sixth step of binarizing the image obtained in the fifth step, and (7) Reduction and enlargement of the image obtained in the sixth step to obtain only the image of the activated sludge flocs. 7th step of obtaining, (8) 8th step of integrating the number of pixels of the image obtained in the 7th step, and calculating the area and / or volume of the activated sludge flocks, (9) the 1st step A ninth step of binarizing the image obtained in the step with a plurality of brightness values, and (10) reduction processing and enlargement of the image obtained in the ninth step. (11) For each of the plurality of images obtained in the tenth step, the number of pixels is integrated to calculate the area and / or volume of the activated sludge flocks, and (12) The ratio of the area of the activated sludge flocs obtained in the 11th step to the area of the activated sludge flocs obtained in the 8th step, or the activated sludge flocs obtained in the 11th step. For each of the volumes, the 12th step of calculating at least one of the ratio with the volume of the activated sludge flocs obtained in the 8th step, and (13) the activated sludge by the calculated value obtained in the 12th step. A thirteenth step for judging the density of flocs, and an image recognition method for activated sludge, which comprises:
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, the activated sludge is a generic term for those formed by floc-forming bacteria, filamentous bacteria and protozoa, and the floc-shaped target formed by the floc-forming bacteria is referred to as activated sludge floc. The filamentous bacterium is a filamentous bacterium that is independently released or radially extends from the floc, and in the present invention, the activated sludge floc is quantitatively recognized.
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, an enlarged image of an activated sludge floc generated in an activated sludge process such as sewage treatment is obtained.
By performing a predetermined image arithmetic processing, it is possible to quantify and evaluate the denseness, thereby diagnosing the quality of the activated sludge flocks, effective operation management,
It acts to enable automatic control.
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 described in more detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments.
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, description will be made with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an operation example of an image recognition processing method for activated sludge 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 introduced into the aeration tank 2 after undergoing a pretreatment if necessary, and is mixed there with the activated sludge 12 returned from the settling tank 4. Air is supplied from the blower 3 into the aeration tank 2 in order to supply oxygen necessary for the activity of the activated sludge. The activated sludge decomposes and assimilates organic substances in the wastewater while staying in the aeration tank. Outflow water from the aeration tank 2 is sent to a settling tank 4, where activated sludge is separated by settling to obtain clear treated water 7. A part of the activated sludge that has settled is returned sludge 12, and the rest is discharged outside the system as excess 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 an enlarged image of activated sludge is immersed in the aeration tank 2, and the image of activated sludge is periodically captured and transmitted to the image recognition system 9 according to the present invention. . As the underwater microscope 8, for example, a device suitable for this purpose is selected, as described in Japanese Patent Application No. 62-279056 previously filed by the present applicant.
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 unit, a computer, a monitor, a television, etc.
Necessary arithmetic processing is performed on the video signal from the above to calculate an index for evaluating and determining the density of the activated sludge flocs. The calculation result in the system 9 is transmitted through the controller 10,
The aeration blower 3, return sludge pump 5, and excess sludge pump 6 are controlled as needed.
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, the procedure of processing image data in the image recognition system 9 will be described with reference to the process diagram of FIG. 2 showing an example of the flow of the image recognition processing method of the present invention.
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)(B)2通りの処理手順に従
つて、画像処理を行う。The original image data 21 input from an underwater microscope, etc., is smoothed by multiple integration inputs if necessary, and does not include the object (activated sludge flocks, etc.) in order to remove illumination unevenness etc. of the input image. A difference 23 between the brightness value and the background image data 22 is calculated (first step). Next, the image obtained in the first step is subjected to image processing in accordance with two processing procedures (A) and (B).
(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工程)得た画像
との間で、輝度値の和を演算27する(第4図の工程)。(A) In the processing of the route, the image obtained in the first step is binarized by a predetermined luminance value for the image obtained in the first step (second step), and the image obtained in the first step. Image obtained by performing line detection processing 25 using the Laplacian operator to emphasize the intermediate luminance part (filamentous bacteria, peripheral area of activated sludge flocs, etc.) and then performing binarization processing 26 (third step) And the sum 27 of the brightness values is calculated (step of FIG. 4).
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)を越える
ものは最高輝度値とする。Here, the size of the Laplacian operator is 3 × 3 matrix or more, preferably 9 × 9 matrix,
The weighting coefficients are preferably arranged in about 12 kinds so that the weighting coefficient can be emphasized regardless of the direction of a line segment having a random direction.
After performing filtering processing using 12 types of operators, a logical sum operation is performed to obtain the brightness value of each pixel.
An image serving as a mask is created by taking the sum of the obtained image and the image obtained in the second step. If the sum of the obtained brightness values exceeds the maximum brightness value (255 in the case of 8 bits), the maximum brightness value is set.
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28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、照無ムラ等が除か
れ、不明瞭な糸状細菌やフロツク周辺部の輪隔部なども
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 the brightness values of this mask image and the image obtained in the first step is calculated by the same operation as in the fourth step.
29 to obtain an emphasized image (fifth step). At this time, the mask image is inverted in black and white 28, and the brightness is converted by using all the brightness values of the part without the object after the combination as the background. By binarizing 30 the image obtained in the fifth step at a predetermined level (sixth step), noise, uneven illumination, etc. are eliminated, and unclear filamentous bacteria and rings around the flocks are removed. It is possible to obtain an accurate binarized image of the original image in which spaces and the like are clarified.
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
れを除去するのに必要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)。Then, in the route (A), the filamentous bacteria are removed from the image and only the blocks are extracted, so that the reduction process and the enlargement process 31 are performed the necessary number of times (seventh step). This number is
Considering the expansion factor of the sample, the thickness of the filamentous bacteria, and the like, the number of times necessary and sufficient for removing them may be performed. The number of pixels of the obtained image is integrated and the area of the activated sludge flocs 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。This may be calculated, for example, based on the number of pixels in the block part and the unit pixel area (area of a square formed by four pixels), and the number of pixels in the block part with respect to the total number of pixels on the screen may be calculated. It may be calculated as a ratio.
次に(B)ルートの処理手順について説明する。Next, the processing procedure of (B) route will be described.
(B)ルートでは、第1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33する(第9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。In the route (B), the image obtained in the first step is binarized 33 with a plurality of brightness values (the ninth step).
The setting of the brightness value of the binarization process may be arbitrarily set based on the knowledge about the distribution of the brightness value of the activated sludge.
For example, the maximum diameter is calculated for the target activated sludge flocks, the maximum luminance value and the minimum luminance value are obtained from the luminance value distribution obtained by scanning along the maximum radial direction, and the maximum luminance value and the minimum luminance value are calculated. It is preferable to set as a value and at least one luminance value in between. As a result, a plurality of binarized images having different brightness values in the binarization process can be obtained.
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
34を行つて、活性汚泥フロツクのみを抽出する(第10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35する(第11の工程)。For each of the plurality of binarized images, in order to remove filamentous bacteria and the like, the image is reduced and enlarged as many times as necessary.
Go to step 34 to extract only the activated sludge flocs (10th step). The number of times may be sufficient and sufficient to remove the sample in consideration of the magnification of the sample, the thickness of the filamentous bacteria, and the like. For each of the extracted images,
The area of the activated sludge flocs is calculated and measured 35 by the same operation as in the eighth step (11th 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36を演算する(第12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13の工程)。Finally, for the multiple images obtained by route (B),
For each calculated value related to the block area,
The ratio 36 to the calculated value of the block area obtained by the route (A) is calculated (12th step). Using the obtained ratio value, the degree of dispersion / aggregation of the activated sludge flocs, that is, the denseness is determined (thirteenth 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 contents will be described more specifically with reference to FIG. 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 sparsely aggregated from the periphery to the center of the floc, and sample S2 is an activated sludge floc that is 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。FIG. 3-1 is a schematic diagram showing a cross section of a microscope slide whose both sides are narrowed by glass or the like. The brightness obtained by scanning a cross section of these samples (for example, a cross section in the maximum radial direction as described above) The value distribution curve is shown in Figure 3-2. In this way, the activated sludge flocs can be grasped as an object having a ring with a high luminance value from both the central portion toward the peripheral portion, and how to process the intermediate luminance value in the peripheral portion. Therefore, it depends on whether or not the target object can be accurately recognized.
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 the route (A), an intermediate luminance value corresponding to this peripheral portion is subjected to an emphasis process using a Laplacian man filter so that the peripheral ring gap is attached to obtain an accurate image of the target. The procedure to obtain is adopted. That is, the Flock image obtained by the procedure of route (A) is obtained as the image 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 the route (B). As shown in Fig. 3-2, the image of the flock can be binarized by the brightness values A to D because the degree of sparseness and denseness can be obtained as the difference in the brightness value distribution obtained by scanning the flock cross section. When the processing is performed, the area of the flocks is differently calculated as shown in FIG. 3-3. FIG. 3-4 shows plots for each luminance value as a ratio with respect to the block area obtained by calculating these areas according to the procedure of the route (A). In other words, the sparser activated sludge flocs inside have a greater change in the area of the extracted flocks due to the difference in the brightness value of the binarization process, and the density of the flocs can be determined by using the degree of this change as an index. become.
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。When using volume instead of area, it is sufficient to add the thickness between the preparations to the obtained area.
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。For example, as shown in FIG. 3-4, the degree of change may be regarded as a straight line (calculation of the least-squares correlation straight line), and a method of obtaining the inclination may be adopted. That is, the sample S2 represents that the change in the recognition rate of the area or the volume due to the difference in the brightness value is smaller horizontally than that of the sample S1, that is, that the degree of microbial aggregation is dense up to the inside of the flock, It is understood that the denseness of the flocks can be evaluated by 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。It is possible to accumulate a large amount of such data, and refer to the database each time the observation is performed to determine the block state.
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 denseness of the activated sludge flocks, which cannot be performed conventionally, and the effect of achieving stable operation control of the activated sludge process is produced.
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 view showing an operation example of the image recognition processing method for activated sludge of the present invention, FIG. 2 is a process chart showing an example of the flow of the present invention, and FIG. 3 shows the principle of the present invention. It is a process drawing. 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 ... Sedimentation sludge, 12 ...
… Returned sludge, 13 …… Excess sludge,
Claims (1)
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を複数の輝度値で2値
化処理する第9の工程と、 (10)第9の工程で得られた画像を縮小処理及び拡大処
理する第10の工程と、 (11)第10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11の工程と、 (12)第11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11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12の工程と、 (13)第12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13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。1. A method of enlarging and capturing an image of activated sludge and performing image processing, comprising: (1) a first step of calculating a difference between a luminance value of original image data and a luminance value of background image data; and (2) a first step. The second step of binarizing the image obtained in the step of
And (3) after performing line detection processing on the image obtained in the first step,
Third step of binarization processing, (4) Fourth operation of calculating a sum of luminance 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) A fifth step of obtaining the emphasized image by calculating the sum of the brightness values of the image data obtained in the first step and the image data obtained in the fourth step, (6) ) A sixth step of binarizing the image obtained in the fifth step
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, and (8) the image obtained in the seventh step 8th step of integrating the number of pixels of and calculating the area and / or volume of the activated sludge flocks, and (9) the 9th step of binarizing the image obtained in the 1st step with a plurality of luminance values. And (10) a tenth step of reducing and enlarging the image obtained in the ninth step, and (11) the number of pixels for each of the plurality of images obtained in the tenth step. The eleventh step of integrating and calculating the area and / or volume of the activated sludge flocks, and (12) the activity obtained in the eighth step for each of the areas of the activated sludge flocs obtained in the eleventh step. For each ratio to the area of sludge flocs or the volume of activated sludge flocs obtained in the 11th step, Then, the twelfth step of calculating at least one of the ratio with the volume of the activated sludge flocs obtained in the eighth step, and (13) the denseness of the activated sludge flocks based on the calculated value obtained in the twelfth step 13. A method for recognizing activated sludge, which comprises a thirteenth step of determining
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|---|---|---|---|
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1989
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| JPH02229597A (en) | 1990-09-12 |
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