一種室內(nèi)空氣質(zhì)量的顯示與凈化的方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】的一種室內(nèi)空氣質(zhì)量的顯示與凈化的方法及設(shè)備。該設(shè)備是在機(jī)殼內(nèi)，風(fēng)扇、馬達(dá)與控制器連接，空氣過濾網(wǎng)、負(fù)離子發(fā)生器安裝在機(jī)殼內(nèi)，攝像頭安裝在機(jī)殼內(nèi)頂部，攝像頭內(nèi)安裝圖像處理軟件，液晶顯示屏在前面板上。馬達(dá)帶動風(fēng)扇使室內(nèi)空氣循環(huán)流動，機(jī)殼外部的空氣被吸入機(jī)殼內(nèi)，空氣過濾網(wǎng)對空氣中的各種污染物清除或吸附，負(fù)離子發(fā)生器產(chǎn)生的負(fù)離子還原來自大氣的污染物質(zhì)，達(dá)到清潔、凈化空氣的目的，攝像頭獲取室內(nèi)空氣視頻圖像，并采用圖像分析的方法判斷當(dāng)前空氣質(zhì)量，將分析結(jié)果輸出在液晶顯示屏上顯示。本發(fā)明原理簡單，成本低廉，可以讓消費(fèi)者看到空氣凈化器是否真正進(jìn)行了空氣凈化，具有廣闊的市場前景。
【專利說明】_種室內(nèi)空氣質(zhì)量的顯不與凈化的方法及設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種室內(nèi)空氣質(zhì)量的顯示與凈化的方法及設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟(jì)水平持續(xù)向前發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的需求日益提高，對自身所處的生活環(huán)境越來越關(guān)注。最近幾年，不斷出現(xiàn)的空氣污染事件極大的推動了公眾對空氣凈化器的需求與了解?？諝鈨艋髟谖鞣桨l(fā)達(dá)國家中普及率較高，空氣凈化器例如:美國家庭的普及率為27%，其他的國家，如:加拿大、意大利、日本等國家在公共場所、家庭居室等的普及率都超過20%。而中國改善室內(nèi)空氣污染設(shè)備的普及率還不到0.1%。質(zhì)量上，據(jù)調(diào)查，100元以內(nèi)的空氣凈化器賣得最好。這些凈化器能不能產(chǎn)生負(fù)離子都很難說，更不可能有吸附粉塵、致病菌的凈化作用。但由于國家標(biāo)準(zhǔn)不完善，消費(fèi)者也很難判斷。
[0003]目前用于空氣質(zhì)量檢測的儀器大多比較昂貴，不適合安裝在成本較低的空氣凈化器中，如何使消費(fèi)者能買到價(jià)格低廉且能切實(shí)起到凈化空氣作用的凈化器是目前空氣凈化器的研宄方向。隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，尤其是卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的成功運(yùn)用，使得通過圖像對空氣中污染物的測量得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明所采用的方法，首先利用已有的圖像(包含不同空氣污染程度)及其標(biāo)注的空氣質(zhì)量來訓(xùn)練用于測量空氣質(zhì)量的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，然后將訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到需要測試的圖像上，在輸出層即可得到當(dāng)前測量的空氣質(zhì)量。本發(fā)明原理簡單，成本低廉，只需要在空氣凈化器中加一個攝像頭就可以讓消費(fèi)者看到空氣凈化器是否真正進(jìn)行了空氣凈化，具有廣闊的市場前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種室內(nèi)空氣質(zhì)量的顯示與凈化的方法及設(shè)備，其特征在于，所述室內(nèi)空氣質(zhì)量的顯示與凈化的設(shè)備是在機(jī)殼內(nèi)，風(fēng)扇安裝在馬達(dá)轉(zhuǎn)軸上，馬達(dá)與控制器連接，空氣過濾網(wǎng)安裝在機(jī)殼后面板上，負(fù)離子發(fā)生器安裝在機(jī)殼內(nèi)空氣過濾網(wǎng)前面，攝像頭安裝在機(jī)殼內(nèi)頂部，風(fēng)扇口設(shè)置在機(jī)殼側(cè)面或在機(jī)殼前面板下部；液晶顯不屏在機(jī)殼前面板上部。
[0005]所述攝像頭內(nèi)安裝圖像處理軟件，通過攝像頭獲取室內(nèi)空氣視頻圖像，并采用圖像分析的方法判斷當(dāng)前空氣質(zhì)量，將分析結(jié)果輸出在液晶顯示屏上顯示。
[0006]一種室內(nèi)空氣質(zhì)量的顯示與凈化的方法，其特征在于，包括:
[0007]I)首先開啟馬達(dá)，帶動風(fēng)扇使室內(nèi)空氣循環(huán)流動，機(jī)殼外部的空氣通過機(jī)殼后面的空氣過濾網(wǎng)被吸入機(jī)殼內(nèi)，空氣過濾網(wǎng)對空氣中的各種污染物清除或吸附后，被風(fēng)扇送出，同時(shí)由負(fù)離子發(fā)生器產(chǎn)生的負(fù)離子也隨清潔的空氣一起送出；負(fù)離子能還原來自大氣的污染物質(zhì)、氮氧化物和香煙產(chǎn)生的活性氧(氧自由基)、減少過多活性氧對人體的危害，達(dá)到清潔、凈化空氣的目的；
[0008]2)通過攝像頭獲取室內(nèi)空氣視頻圖像，通過攝像頭內(nèi)安裝的圖像處理軟件對空氣視頻圖像進(jìn)行分析處理；
[0009]3)根據(jù)步驟2)對空氣視頻圖像進(jìn)行分析處理的結(jié)果，判斷當(dāng)前空氣質(zhì)量；將分析結(jié)果輸出在液晶顯示屏上顯示；
[0010]4)同時(shí)將分析結(jié)果傳給控制器，控制器根據(jù)設(shè)定值和分析值的偏差，改變馬達(dá)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)扇的風(fēng)量，使室內(nèi)空氣的質(zhì)量達(dá)到凈化空氣的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值；
[0011]5)如果室內(nèi)空氣質(zhì)量長時(shí)間達(dá)不到凈化空氣的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值，則檢查是否需要更換空氣過濾網(wǎng)。
[0012]所述判斷當(dāng)前空氣質(zhì)量是該設(shè)備采用圖像處理技術(shù)，通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析處理，對采集的空氣視頻圖像及其對應(yīng)的污染度訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，訓(xùn)練得到深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型后，將該模型應(yīng)用于實(shí)時(shí)獲取圖像的污染程度判斷，即將實(shí)時(shí)獲取的圖像應(yīng)用于訓(xùn)練好的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到當(dāng)前空氣的污染度。
[0013]本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明原理簡單，成本低廉，只需要在空氣凈化器中加一個攝像頭就可以讓消費(fèi)者看到空氣凈化器是否真正進(jìn)行了空氣凈化，使得空氣凈化器的效果一目了然，用戶不需要專業(yè)知識就可以方便的得知室內(nèi)的空氣質(zhì)量，也不用再為何時(shí)更換濾網(wǎng)而費(fèi)神，具有廣闊的市場前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是結(jié)合空氣質(zhì)量顯示與凈化的室內(nèi)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是實(shí)施例的控制流程圖；
[0016]圖3是實(shí)施例圖像處理算法原理圖；
[0017]圖4是實(shí)施例圖像處理算法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明的目的是提供一種室內(nèi)空氣質(zhì)量的顯示與凈化的方法及設(shè)備；下面結(jié)合附圖予以說明。
[0019]圖1所示是結(jié)合空氣質(zhì)量顯示與凈化的室內(nèi)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖中所述室內(nèi)空氣質(zhì)量的顯示與凈化設(shè)備的結(jié)構(gòu)是在機(jī)殼內(nèi)，風(fēng)扇安裝在馬達(dá)轉(zhuǎn)軸上，馬達(dá)與控制器連接，空氣過濾網(wǎng)安裝在機(jī)殼后面板上，負(fù)離子發(fā)生器安裝在機(jī)殼內(nèi)空氣過濾網(wǎng)前面，攝像頭安裝在機(jī)殼內(nèi)頂部，風(fēng)扇口設(shè)置在機(jī)殼側(cè)面或在機(jī)殼前面板下部；液晶顯不屏在機(jī)殼前面板上部。所述攝像頭內(nèi)安裝圖像處理軟件，通過攝像頭獲取室內(nèi)空氣視頻圖像，并采用圖像分析的方法判斷當(dāng)前空氣質(zhì)量，將分析結(jié)果輸出在液晶顯示屏上顯示。
[0020]本發(fā)明室內(nèi)空氣質(zhì)量的顯示與凈化的方法，包括:
[0021]I)首先開啟馬達(dá)，帶動風(fēng)扇使室內(nèi)空氣循環(huán)流動，機(jī)殼外部的空氣通過機(jī)殼后面的空氣過濾網(wǎng)被吸入機(jī)殼內(nèi)，空氣過濾網(wǎng)對空氣中的各種污染物清除或吸附后，被風(fēng)扇送出，同時(shí)由負(fù)離子發(fā)生器產(chǎn)生的負(fù)離子也隨清潔的空氣一起送出；負(fù)離子能還原來自大氣的污染物質(zhì)、氮氧化物和香煙產(chǎn)生的活性氧(氧自由基)、減少過多活性氧對人體的危害，達(dá)到清潔、凈化空氣的目的；
[0022]2)通過攝像頭獲取室內(nèi)空氣視頻圖像，通過攝像頭內(nèi)安裝的圖像處理軟件對空氣視頻圖像進(jìn)行分析處理；
[0023]3)根據(jù)步驟2)對空氣視頻圖像進(jìn)行分析處理的結(jié)果，判斷當(dāng)前空氣質(zhì)量；將分析結(jié)果輸出在液晶顯示屏上顯示；
[0024]4)同時(shí)將分析結(jié)果傳給控制器，控制器根據(jù)設(shè)定值和分析值的偏差，改變馬達(dá)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)扇的風(fēng)量，使室內(nèi)空氣的質(zhì)量達(dá)到凈化空氣的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值；
[0025]5)如果室內(nèi)空氣質(zhì)量長時(shí)間達(dá)不到凈化空氣的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值，則檢查是否需要更換空氣過濾網(wǎng)。
[0026]所述判斷當(dāng)前空氣質(zhì)量是該設(shè)備采用圖像處理技術(shù)，通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析處理，對采集的空氣視頻圖像及其對應(yīng)的污染度訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，訓(xùn)練得到深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型后，將該模型應(yīng)用于實(shí)時(shí)獲取圖像的污染程度判斷，即將實(shí)時(shí)獲取的圖像應(yīng)用于訓(xùn)練好的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到當(dāng)前空氣的污染度。
[0027]圖2所示是本發(fā)明實(shí)施例的控制原理圖。由用戶根據(jù)需求設(shè)定要達(dá)到的空氣質(zhì)量設(shè)定值(凈化空氣的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值)，設(shè)備開始工作后，由攝像頭實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前室內(nèi)空氣視頻，并進(jìn)行分析，判斷當(dāng)前空氣質(zhì)量，分析結(jié)果輸出在液晶顯示屏上，可以讓用戶獲知當(dāng)前的空氣質(zhì)量；同時(shí)也將結(jié)果傳輸給控制器，控制器將分析值和設(shè)定值進(jìn)行比較，調(diào)節(jié)馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制風(fēng)扇，使室內(nèi)空氣質(zhì)量能迅速達(dá)到設(shè)定值。
[0028]圖3所示是本發(fā)明實(shí)施例圖像處理算法原理圖，圖所示4是本發(fā)明實(shí)施例圖像處理算法流程圖。該設(shè)備的圖像處理技術(shù)采用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，通過對已有圖像及其對應(yīng)的污染度訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過訓(xùn)練得到深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型后，將該模型應(yīng)用于實(shí)時(shí)獲取圖像的污染程度判斷；過程如下:
[0029](I)采集已有圖像作為訓(xùn)練圖像，輸入深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用卷積網(wǎng)絡(luò)，對輸入圖像進(jìn)行卷積；
[0030](2)卷積后進(jìn)行降采樣，降采樣層有100個節(jié)點(diǎn)，采集圖像對應(yīng)的100維特征，輸出具有100維特征的空氣污染度；
[0031](3)將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出和實(shí)際污染度比較，通過使其差值最小來優(yōu)化深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);
[0032](4)當(dāng)差值小于設(shè)定值N(如N = 0.1)或訓(xùn)練次數(shù)大于設(shè)定值M(如M = 1000)時(shí)，停止訓(xùn)練；
[0033](5)將實(shí)時(shí)獲取的圖像應(yīng)用于訓(xùn)練好的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到當(dāng)前空氣的污染度。
[0034]本發(fā)明提供一種結(jié)合空氣質(zhì)量顯示與凈化的室內(nèi)設(shè)備，應(yīng)用圖像處理技術(shù)，使得空氣凈化器的效果一目了然，用戶不需要專業(yè)知識就可以方便的得知室內(nèi)的空氣質(zhì)量，也不用再為何時(shí)更換濾網(wǎng)而煩惱。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，尤其是圖像處理技術(shù)，本實(shí)施例子介紹了應(yīng)用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對圖像進(jìn)行分析，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種室內(nèi)空氣質(zhì)量的顯示與凈化設(shè)備，其特征在于，所述室內(nèi)空氣質(zhì)量的顯示與凈化的設(shè)備是在機(jī)殼內(nèi)，風(fēng)扇安裝在馬達(dá)轉(zhuǎn)軸上，馬達(dá)與控制器連接，空氣過濾網(wǎng)安裝在機(jī)殼后面板上，負(fù)離子發(fā)生器安裝在機(jī)殼內(nèi)空氣過濾網(wǎng)前面，攝像頭安裝在機(jī)殼內(nèi)頂部，風(fēng)扇口設(shè)置在機(jī)殼側(cè)面或在機(jī)殼前面板下部；液晶顯不屏在機(jī)殼前面板上部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種室內(nèi)空氣質(zhì)量的顯示與凈化設(shè)備，其特征在于，所述攝像頭內(nèi)安裝圖像處理軟件，通過攝像頭獲取室內(nèi)空氣視頻圖像，并采用圖像分析的方法判斷當(dāng)前空氣質(zhì)量，將分析結(jié)果輸出在液晶顯示屏上顯示。
3.—種室內(nèi)空氣質(zhì)量的顯示與凈化的方法，其特征在于，包括: 1)首先開啟馬達(dá)，帶動風(fēng)扇使室內(nèi)空氣循環(huán)流動，機(jī)殼外部的空氣通過機(jī)殼后面的空氣過濾網(wǎng)被吸入機(jī)殼內(nèi)，空氣過濾網(wǎng)對空氣中的各種污染物清除或吸附后，被風(fēng)扇送出，同時(shí)由負(fù)離子發(fā)生器產(chǎn)生的負(fù)離子也隨清潔的空氣一起送出；負(fù)離子能還原來自大氣的污染物質(zhì)、氮氧化物和香煙產(chǎn)生的活性氧(氧自由基)、減少過多活性氧對人體的危害，達(dá)到清潔、凈化空氣的目的； 2)通過攝像頭獲取室內(nèi)空氣視頻圖像，通過攝像頭內(nèi)安裝的圖像處理軟件對空氣視頻圖像進(jìn)行分析處理； 3)根據(jù)步驟2)對空氣視頻圖像進(jìn)行分析處理的結(jié)果，判斷當(dāng)前空氣質(zhì)量；將分析結(jié)果輸出在液晶顯示屏上顯示； 4)同時(shí)將分析結(jié)果傳給控制器，控制器根據(jù)設(shè)定值和分析值的偏差，改變馬達(dá)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)扇的風(fēng)量，使室內(nèi)空氣的質(zhì)量達(dá)到凈化空氣的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值； 5)如果室內(nèi)空氣質(zhì)量長時(shí)間達(dá)不到凈化空氣的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值，則檢查是否需要更換空氣過濾網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種室內(nèi)空氣質(zhì)量的顯示與凈化的方法，其特征在于，所述判斷當(dāng)前空氣質(zhì)量是該設(shè)備采用圖像處理技術(shù)，通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析處理，對采集的空氣視頻圖像及其對應(yīng)的污染度訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，訓(xùn)練得到深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型后，將該模型應(yīng)用于實(shí)時(shí)獲取圖像的污染程度判斷，即將實(shí)時(shí)獲取的圖像應(yīng)用于訓(xùn)練好的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到當(dāng)前空氣的污染度。
【文檔編號】F24F11/00GK104456727SQ201410638555
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】王震宇, 王天宇, 滕婧 申請人:華北電力大學(xué)