技术领域
[0001] 本
发明涉及水质检测技术领域，特别涉及一种基于颜色识别的水质检测方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
[0002] 目前，
淡水养殖业每天都要对水质进行定时检测，一般需要对PH值、
浊度、亚
硝酸盐、
氨氮和溶解
氧等参数进行检测，根据检测结果来调节水质，从而保证养殖物的正常生长。
[0003] 目前主要用于淡水养殖水质检测的方法有两种：第一种是人工使用
试剂来检测水质，第二种是使用
电子传感器来检测水质。
[0004] 对于上述第一种方式，通过人工取水样，滴加试剂，再通过人眼与标准比色卡对比得出检测结果，但由于人眼视觉易受其它因素影响，对在不同环境下的同一颜色感觉可能不同，对颜色的判断可能会有误差，且每天都需要进行多次检测，费时又费
力。另外，使用试剂来人工检测水质需要和比色卡进行比对，而配带的比色卡只有固定的颜色对应固定的水质参数值，且水质参数等级跨越较大，一般跨越一个水质参数等级，无法做到精确读取水质参数。
[0005] 对于上述第二种方式，通过电子传感器检测水质，传感器的价格昂贵，检测
精度高，操作较复杂，维护成本也很高，且养殖户需要多种传感器，总体一套下来成本过于高昂。
发明内容
[0006] 本发明旨在至少解决
现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于颜色识别的水质检测方法、装置、设备及存储介质，能够通过RBF神经网络拟合非线性曲线，使用非线性曲线建立RGB-水质参数轻量
数据库进行颜色识别的方式来测量到水质参数，测量更加精确。
[0007] 根据本发明的第一方面
实施例的一种基于颜色识别的水质检测方法，包括以下步骤：
[0008] 采集水质参数样本和RGB颜色参数样本；
[0009] 对所述水质参数样本和所述RGB颜色参数样本进行归一化处理；
[0010] 使用RBF神经网络模型拟合RGB-水质参数构成的非线性曲线；
[0011] 使用RGB-水质参数的非线性曲线建立RGB-水质参数轻量数据库；
[0012] 获取待检测水样与试剂反应后的颜色RGB值；
[0013] 将所述颜色RGB值与所述轻量数据库进行比对，获得待检测水样的水质检测参数。
[0014] 根据本发明实施例的一种基于颜色识别的水质检测方法，至少具有如下有益效果：本实施例采用颜色识别技术来代替人眼进行获取带有水质参数信息的颜色信息；使用试剂检测代替当前电子传感器的价格昂贵的缺点；使用RBF神经网络拟合RGB-水质参数构成的非线性曲线，例如拟合RGB-PH值构成的非线性曲线，突破比色卡的读数限制，做到精确测量水质参数。
[0015] 根据本发明的第一方面的一些实施例，还包括以下步骤：
[0016] 当所述水质检测参数超过预设的水质
阈值，则发出警报信息。
[0017] 根据本发明的第一方面的一些实施例，所述将所述颜色RGB值与所述轻量数据库进行比对时，采用最小绝对值法进行比对。使用RGB-水质参数的非线性曲线建立RGB-水质参数轻量数据库，使用最小绝对值法进行数据比对，实现
单片机脱机离线式和即时性RGB-水质参数识别。
[0018] 根据本发明的第二方面实施例的一种基于颜色识别的水质检测装置，包括以下单元：
[0019] 采集单元，用于采集水质参数样本和RGB颜色参数样本；
[0020] 归一化单元，用于对所述水质参数样本和所述RGB颜色参数样本进行归一化处理；
[0021] 拟合曲线单元，用于使用RBF神经网络模型拟合RGB-水质参数构成的非线性曲线；
[0022] 数据库建立单元，用于使用RGB-水质参数的非线性曲线建立RGB-水质参数轻量数据库；
[0023] 获取单元，用于获取待检测水样与试剂反应后的颜色RGB值；
[0024] 比对单元，用于将所述颜色RGB值与所述数据库进行比对，获得待检测水样的水质检测参数。
[0025] 根据本发明的第二方面的一些实施例，还包括以下单元：
[0026] 警报单元，用于当所述水质检测参数超过预设的水质阈值，则发出警报信息。
[0027] 根据本发明的第二方面的一些实施例，所述比对单元，还用于采用最小绝对值法将所述颜色RGB值与所述轻量数据库进行比对。
[0028] 根据本发明的第三方面实施例的一种基于颜色识别的水质检测设备，包括至少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的
存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器执行，以使所述至少一个控制处理器能够执行如上述第一方面的基于颜色识别的水质检测方法。
[0029] 根据本发明的第四方面实施例的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上述第一方面的基于颜色识别的水质检测方法。
[0030] 根据本发明的第五方面实施例的一种
计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使计算机执行如上述第一方面的基于颜色识别的水质检测方法。
[0031] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0032] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0033] 图1为本发明实施例的一种基于颜色识别的水质检测方法的示意图；
[0034] 图2为本发明实施例的一种基于颜色识别的水质检测装置的示意图；
[0035] 图3为本发明实施例的一种基于颜色识别的水质检测设备的示意图。
[0036] 附图标记：
[0037] 基于颜色识别的水质检测装置100、采集单元110、归一化单元120、拟合曲线单元130、数据库建立单元140、获取单元150、比对单元160、警报单元 170；
[0038] 基于颜色识别的水质检测设备200、控制处理器210、存储器220。
具体实施方式
[0039] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0040] 在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或
位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0041] 在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0042] 本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
[0043] 参照图1，根据本发明的第一方面实施例的一种基于颜色识别的水质检测方法，包括以下步骤：
[0044] S1：采集水质参数样本和RGB颜色参数样本。需要检测的水质参数包括： PH值、浊度、亚硝酸盐、氨氮和溶解氧等。以PH值为例子，使用传统的酸
碱中和滴定的方法配置不同PH值的试液放入水质检测装置，PH值的范围为0-14，以 0.5个PH值为间隔选取28个等级的PH值，把配置好的PH试液水质检测装置，使用水质检测装置得到相应RGB颜色参数。为了减少实验的误差和偶然性，以同样的操作记录10组，共得到280个RGB-PH值样本。
[0045] S2：对所述水质参数样本和所述RGB颜色参数样本进行归一化处理。对于 RGB颜色参数样本值，通过除以255获得 之间标准化颜色值；对于水质参数PH样本值，通过除以14获得 之间标准化颜色值。
[0046] S3：使用RBF神经网络模型拟合RGB-水质参数构成的非线性曲线。
选定输入
节点为3个，分别对应RGB颜色参数的三个通道；中间
隐藏层选取12个隐藏节点；
输出节点为1个，对应水质参数PH值。利用RBF神经网络，通过对损失函数进行梯度下降，使用试凑法不断修正每个参数，最终获得RGB颜色参数的红、绿、蓝的三个通道与水质参数PH值的对应关系，得到RGB-PH值神经模型，拟合出RGB-PH值构成的非线性曲线。并用同样的方法分别拟合不同的RGB-水质参数的非线性曲线。
[0047] S4：使用RGB-水质参数的非线性曲线建立RGB-水质参数轻量数据库。把非线性曲线按0.01的ph值精度进行离散处理，得到一组rgb对应一个ph值的数据表，建立RGB-PH值轻量数据库。并用同样的方法分别获得不同的RGB-水质参数轻量数据库。
[0048] S5：把所述轻量数据库写入单片机的Flash；方便进行脱机离线式和即时性 RGB-水质参数识别。
[0049] S6：获取待检测水样与试剂反应后的颜色RGB值。
[0050] S7：将所述颜色RGB值与所述轻量数据库使用最小绝对值法进行比对，获得待检测水样的水质检测参数。
[0051] 根据本发明实施例的一种基于颜色识别的水质检测方法，至少具有如下有益效果：本实施例采用颜色识别技术来代替人眼进行获取带有水质参数信息的颜色信息；使用试剂检测代替当前电子传感器的价格昂贵的缺点；使用RBF神经网络拟合RGB-水质参数构成的非线性曲线，例如拟合RGB-PH值构成的非线性曲线，突破比色卡的读数限制，做到精确测量水质参数。使用RGB-水质参数的非线性曲线建立RGB-水质参数轻量数据库，使用最小绝对值法进行数据比对，实现单片机脱机离线式和即时性RGB-水质参数识别。
[0052] 根据本发明的第一方面的一些实施例，还包括以下步骤：
[0053] S8：当所述水质检测参数超过预设的水质阈值，则发出警报信息。
[0054] 参照图2，根据本发明的第二方面实施例的一种基于颜色识别的水质检测装置100，包括以下单元：
[0055] 采集单元110，用于采集水质参数样本和RGB颜色参数样本；
[0056] 归一化单元120，用于对所述水质参数样本和所述RGB颜色参数样本进行归一化处理；
[0057] 拟合曲线单元130，用于使用RBF神经网络模型拟合RGB-水质参数构成的非线性曲线；
[0058] 数据库建立单元140，用于使用RGB-水质参数的非线性曲线建立RGB-水质参数轻量数据库；
[0059] 获取单元150，用于获取待检测水样与试剂反应后的颜色RGB值；
[0060] 比对单元160，用于将所述颜色RGB值与所述轻量数据库进行比对，获得待检测水样的水质检测参数。
[0061] 需要说明的是，由于本实施例中的基于颜色识别的水质检测装置100与上述的基于颜色识别的水质检测方法基于相同的发明构思，因此，方法实施例中的相应内容同样适用于本装置实施例，此处不再详述。
[0062] 根据本发明的第二方面的一些实施例，还包括以下单元：
[0063] 警报单元170，用于当所述水质检测参数超过预设的水质阈值，则发出警报信息。
[0064] 根据本发明的第二方面的一些实施例，所述比对单元160，还用于采用最小绝对值法将所述颜色RGB值与所述轻量数据库进行比对。
[0065] 参照图3，根据本发明的第三方面实施例的一种基于颜色识别的水质检测设备200，该基于颜色识别的水质检测设备200可以是任意类型的智能终端，例如手机、
平板电脑、个人计算机等。
[0066] 具体地，该基于颜色识别的水质检测设备200包括：一个或多个控制处理器 210和存储器220，图3中以一个控制处理器210为例。
[0067] 控制处理器210和存储器220可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
[0068] 存储器220作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态
软件程序、非暂态性计算机可执行程序以及模
块，如本发明实施例中的基于颜色识别的水质检测方法对应的程序指令/模块，例如，图2中所示的单元110-170。控制处理器210通过运行存储在存储器220中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行基于颜色识别的水质检测装置100的各种功能应用以及
数据处理，即实现上述方法实施例的基于颜色识别的水质检测方法。
[0069] 存储器220可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储
操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据基于颜色识别的水质检测装置100的使用所创建的数据等。此外，存储器220可以包括高速
随机存取存储器220，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器220可选包括相对于控制处理器210远程设置的存储器220，这些远程存储器220可以通过网络连接至该基于颜色识别的水质检测设备200。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0070] 所述一个或者多个模块存储在所述存储器220中，当被所述一个或者多个控制处理器210执行时，执行上述方法实施例中的基于颜色识别的水质检测方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S1至S8，实现图2中的单元110-170 的功能。
[0071] 根据本发明的第四方面实施例的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个控制处理器210执行，例如，被图3中的一个控制处理器210执行，可使得上述一个或多个控制处理器210执行上述方法实施例中的基于颜色识别的水质检测方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S1至S8，实现图2中的单元110-170的功能。
[0072] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0073] 通过以上的实施方式的描述，本领域技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用
硬件平台的方式来实现。本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ReadOnly Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM) 等。
[0074] 根据本发明的第五方面实施例的一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使计算机执行如上述第一方面的基于颜色识别的水质检测方法。
[0075] 上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
