同济大学何品晶获国家专利权
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龙图腾网获悉同济大学申请的专利基于RGB和高光谱图像融合的碎塑料和微塑料检测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115479906B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211181644.6,技术领域涉及:G01N21/27;该发明授权基于RGB和高光谱图像融合的碎塑料和微塑料检测方法是由何品晶;杨占;章骅;吕凡;彭伟设计研发完成,并于2022-09-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于RGB和高光谱图像融合的碎塑料和微塑料检测方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于RGB和高光谱图像融合的碎塑料和微塑料检测方法,包括以下步骤:获得碎塑料和微塑料;将其与固体废物混合得到固相基质;所得固相基质预处理后得到物料;将其烘干去除部分水分后涂布在石英窗片上,烘干至完全去除水分,用另一片石英窗片压平得到待测物料;利用高分辨率彩图扫描仪和高光谱相机分别得到所得待测物料的RGB图像和高光谱图像;融合所得RGB图像和高光谱图像;利用监督分类模型,自动分类识别碎塑料和微塑料。与现有技术相比,本发明提供的方法无需密度浮选等分离步骤,可减少预处理中碎塑料和微塑料的流失;检测耗时短,可实现大样本量高通量分析;能有效拓宽碎塑料和微塑料的识别尺寸范围并提高识别精度。
本发明授权基于RGB和高光谱图像融合的碎塑料和微塑料检测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于RGB和高光谱图像融合的碎塑料和微塑料检测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤: S1、将塑料原材料经液氮冷冻破碎后梯度筛分,剪成尺寸在100μm至50mm的微塑料和碎塑料,混合后加入固体废物中,得到固相基质; S1中所述固体废物包括细级配低团聚度物料、粗级配高团聚度物料、粗级配低团聚度物料; 所述细级配低团聚度物料包括干化的污水厂污泥或沼渣; 所述粗级配高团聚度物料包括厨余垃圾、其他垃圾或堆肥; 所述粗级配低团聚度物料包括填埋堆体、炉渣或农膜污染的土壤; S2、根据S1中所述固体废物的团聚度和级配,对S1中所得固相基质进行预处理,得到物料; S2中所述预处理包括以下步骤: 当S1中所述固体废物为细级配低团聚度物料时,加入分散液,然后超声处理; 当S1中所述固体废物为粗级配高团聚度物料时,加入消解剂,在45℃下反应12小时后,加入分散液,然后超声处理; 当S1中所述固体废物为粗级配低团聚度物料时,过孔径为2mm的筛网后,将筛下物和分散液混合后超声处理,筛上物分拣出厘米级别的碎塑料后,将剩余筛上物和消解剂混合,在45℃下反应12小时后,加入分散液,然后超声处理; S3、将S2中所得物料烘干至含水率60-75wt%后涂布于石英窗片,进一步烘干至完全去除水分得到干燥物料,使用另一片石英窗片压平所得干燥物料,得到厚度为0.5-1.5mm的待测物料; S41、翻转S3中所得待测物料和两片所述石英窗片的组合,使用高分辨率彩图扫描仪采集S3所得待测物料的RGB图像,选择“高级模式”,设置分辨率和色彩位,调整光密度值,得到高分辨率的RGB图像; S42、使用高光谱相机采集S3中所得待测物料的高光谱图像,调整物距、曝光时间、帧数范围和光源强度,得到最清晰的高光谱图像; S42中所述物距为15-20cm,所述曝光时间为2.2-3.8ms,所述帧数范围为40-70Hz,所述光源强度为2000-2500lux; S5、为S41中所得RGB图像添加图层坐标,得到基准RGB图像,将其作为图像配准的基准图,分别在所得基准RGB图像和S42中所得高光谱图像选择7-15个约束点,利用三次卷积插值法生成配准后高光谱图像,选择Gram-schmidt方法融合所得基准RGB图像和所得配准后高光谱图像,得到融合图像; S6、在S5中所得融合图像上选取S1中所述碎塑料和微塑料以及S1中所述固相基质的感兴趣区域,获取各种感兴趣区域的标准化光谱曲线,采用监督分类方法识别碎塑料和微塑料,计算精确度、召回率和F1分数,根据投加量和检测结果计算检测率; 所述消解剂为过氧化氢和氨水混合溶液,其中过氧化氢的浓度为125gL,氨水浓度为105gL; 所述分散液为乙醇体积分数为65-75%乙醇溶液; S41中所述分辨率为1200dpi,所述色彩位为24bit,所述光密度值为3.8; S6中所述监督分类方法包括支持向量机、随机森林。
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