大氣PM2.5顆粒的圖像分析研究

吳晶晶，王 柯，和 森

(1. 西安郵電大學 電子工程學院，陜西 西安 710061；2. 西安郵電大學 通信與信息工程學院，陜西 西安 710061)

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大氣PM2.5顆粒的圖像分析研究

吳晶晶1，王 柯2，和 森1

(1. 西安郵電大學 電子工程學院，陜西 西安 710061；2. 西安郵電大學 通信與信息工程學院，陜西 西安 710061)

基于對空氣中PM2.5顆粒群圖像特征分析，通過圖像處理的方法，將圖像中的顆粒進行分割，再采用八連通判別算法識別、標記這些顆粒物，測量出顆粒物的數目及大小，并在Matlab 7.0軟件平臺上實現了標記顆粒物和測量顆粒物粒徑的算法，這種處理與識別方法不受顆粒形狀的影響，為PM2.5等微米級顆粒材料的圖像分析提供了參考。

PM2.5；圖像分割；顆粒標記；粒徑測量

科學證實，PM2.5是霾的主要組成部分[1]，是指空氣動力學直徑≤2.5 μm的大氣顆粒物質[2]，由于其富集有毒重金屬、有機污染物、細菌和病毒，可通過呼吸道進入肺泡，進而經過血液循環到達其他器官，從而導致人體呼吸系統和其他功能系統的損害，因此已受到全世界普遍關注[3]。本文基于Matlab7.0平臺研究了計算顆粒物數量與大小的算法，為控制PM2.5空氣污染提供了參考。

1 PM2.5顯微圖像的預處理與分割

1.1 自適應閾值分割

圖像分割可便于計算機自動對圖像進行識別和處理。圖像分割是指按照一定原則，將圖像分成若干個互不相交的小區[4]。閾值法是一種簡單有效的圖像分割方法，此法用一個或幾個閾值將圖像的灰度級分為幾個部分，將屬于同一部分的像素視為相同的物體[5]。

本文采用自適應閥值法對顆粒圖像進行分割。……