[发明专利]一种基于嵌入式平台的矿物浮选泡沫尺寸分析系统及方法

权利要求书

1.一种基于嵌入式平台的矿物浮选泡沫尺寸分析系统，其特征在于，包括核心处理器模块、图像采集模块、存储模块和网络传输模块；核心处理模块内集成有依次相连的视频压缩模块、图像处理模块、外设接口模块以及存储交换模块；图像采集模块与外设接口模块相连，存储模块与存储交换模块相连，网络传输模块与视频压缩模块相连。

2.根据权利要求1所述的基于嵌入式平台的矿物浮选泡沫尺寸分析系统，其特征在于，核心处理器模块采用DM642型DSP处理器；图像采集模块包括工业模拟摄像机和TVP5158型A/D视频解码芯片；存储模块包括FLASH和SRAM；网络传输模块采用BCM5221型以太网芯片。

3.一种矿物浮选泡沫尺寸分析方法，其特征在于，采用权利要求2所述的基于嵌入式平台的矿物浮选泡沫尺寸分析系统；

每一个总的任务周期分为图像采集任务、尺寸分析处理任务、图像压缩任务和网络传输任务四个任务；

图像采集任务用于获得泡沫图像；

尺寸分析任务和图像压缩任务分别对所述的泡沫图像进行尺寸分析处理和图像压缩处理；

所得的尺寸特征结果和压缩后图像由网络传输任务传输至工业控制计算机。

4.根据权利要求3所述的矿物浮选泡沫尺寸分析方法，其特征在于，在尺寸分析任务中，对采集的泡沫图像先进行图像分割处理，然后再进行泡沫平均尺寸的计算以及泡沫大小分布计算；

图像分割处理采用分水岭算法，其步骤如下：

步骤1：获得图像中所有像素灰度值的全局极小值，对该全局极小值对应的所有像素点进行不同标记；

步骤2：按照以下规则循环遍历全图：

1)如果在被标记的像素点的邻域内有相同灰阶h的像素点，则将标记传递给该像素点；

2)如果一个像素点有两个或两个以上的标记，则该像素点属于分割边界中的一点，即边界点；

3)完成遍历后判断是否所有像素都进行标记，如果完成转到步骤3，否则将已标记灰阶h的像素点的标记传递给邻域内灰阶h+1的像素点，并将h+1赋值给h后返回步骤1)；

步骤3：对完成标记后的图像进行标记统计，以获得泡沫个数；

步骤4：将所有的边界点连接起来作为连通区域的边界，对每个标记对应的连通区域进行像素点统计，以获得每个泡沫的面积大小。

5.根据权利要求4所述的矿物浮选泡沫尺寸分析方法，其特征在于，工业模拟摄像机采用隔行扫描方式获取图像，一帧图像包括奇场与偶场，对一帧图像的一场进行处理，以缩短二分之一处理时间；泡沫平均尺寸的计算公式如下：

泡沫大小分布的计算方法如下：

1)设定泡沫图像分割后大、中、小三种单个泡沫的面积大小阈值为A，B，即泡沫面积大于阈值A的泡沫为大泡沫，泡沫面积在A和B之间的泡沫为中泡沫，泡沫面积小于B的泡沫为小泡沫，A和B分别取10000像素和1000像素；

2)对一幅泡沫图像分割后的大、中、小三种泡沫的个数进行统计；

3)分别求出三种泡沫各占全部泡沫的百分比，该组百分比数据即为泡沫大小分布结果。

6.根据权利要求5所述的矿物浮选泡沫尺寸分析方法，其特征在于，图像分割开始前，先对泡沫图像进行以下预处理：

Setp1：图像增强：在不改变原图像信息的同时，针对成像条件，增强图像弱信号，使图像中泡沫更容易辨认；

Step2：图像滤波：保留泡沫细节特征，对无关信息与噪声进行抑制；

Step3：图像腐蚀：通过弱化图像中泡沫边缘与泡沫无关信息，剔除泡沫边缘周围差异；

Step4：图像膨胀：填充泡沫与边缘孔洞，即消除图像中误差信号。