[发明专利]基于图像处理的矿岩粒度检测方法

摘要

本发明公开了一种基于图像处理的矿岩粒度检测方法，第一步骤是建立矿岩粒度数据库；第二步骤是图像采集；第三步骤是图像合成；第四步骤是亮度变换；第五步骤是灰度变换；第六步骤是确定改进高斯滤波的高斯标准差；第七步骤是去除噪声；第八步骤是形态学重构；第九步骤是距离变换；第十步骤是强制最小；第十一步骤是分割图像；第十二步骤是图像标定；第十三步骤是信息输出。本发明检测效率较高，能够根据不同图像的个体性质对该图像进行滤波，矿岩图像经改进后的高斯滤波处理并去除噪声后，比原图像更加清晰，消除了矿岩图像中所产生的噪声，矿岩颗粒与背景之间有明显的灰度阶跃，保留了矿岩边界信息。从而提高粒度检测的准确程度。

主权项

1.基于图像处理的矿岩粒度检测方法，通过矿岩粒度检测系统进行，矿岩粒度检测系统用于矿岩生产系统，矿岩生产系统包括用于破碎矿岩的破碎机，破碎机出口处设有用于运送矿岩颗粒的传送装置，其特征在于：矿岩粒度检测系统包括机架和计算机，机架包括左立柱、右立柱和连接在左右立柱之间的顶杆；左立柱位于矿岩传送装置的左侧，右立柱位于矿岩传送装置的右侧；矿岩传送装置左上方的顶杆上设有左摄像机，矿岩传送装置右上方的顶杆上设有右摄像机，左摄像机倾斜向下朝向矿岩传送装置的左中部，右摄像机倾斜向下朝向矿岩传送装置的右中部；计算机通过信号线路连接有图像采集卡，图像采集卡通过信号线路连接所述左摄像机和右摄像机；计算机内安装有MATLAB软件；在MATLAB软件中预置有改进高斯滤波算法；本矿岩粒度检测方法依次按以下步骤进行：第一步骤是建立矿岩粒度数据库；矿岩粒度数据库中的数据包括矿岩颗粒的像素数量和矿岩粒度，矿岩颗粒的像素数量与矿岩粒度一一对应；第二步骤是图像采集；通过左摄像机和右摄像机采集矿岩颗粒的图像，左摄像机和右摄像机将采集的图像信息传递给图像采集卡；第三步骤是图像合成；通过图像采集卡对左摄像机和右摄像机采集的图像进行合成，将左摄像机拍摄的矿岩颗粒图像的左半幅图像与右摄像机拍摄的矿岩颗粒图像的右半幅图像合成为矿岩颗粒的合成图像；图像采集卡将合成图像信息传递给计算机；第四步骤是亮度变换；操作人员通过计算机中的MATLAB软件对合成图像进行亮度变换，形成亮度变换后的图像；第五步骤是灰度变换；操作人员通过计算机中的MATLAB软件将亮度变换后的图像变换为灰度图像，成为灰度图像；第六步骤是确定改进高斯滤波的高斯标准差；灰度图像中两个相邻的像素点组成一对相邻像素点，相邻像素点的的灰度值的差值为相邻差值，相邻像素点的总对数为Z，Z为正整数；计算机中的MATLAB软件计算Z对相邻像素点的相邻差值的总和SUM，SUM为正整数；并通过下述公式计算出平均相邻差值A，A为实数：A＝SUM/Z；灰度图像中的像素点分为两类，第一类为孤立点噪声像素点，第二类为平滑/半平滑区域内像素点；计算机中的MATLAB软件对于灰度图像中的每一个像素点进行分类，分类规则为：S为待分类像素点，如果S与其相邻的所有像素点之间的相邻差值均大于A，则将S分类为孤立点噪声；如果S与其相邻的任一像素点之间的相邻差值小于等于A，则将S分类为平滑/半平滑区域内像素点；计算机中的MATLAB软件中内置有确定改进高斯滤波的高斯标准差的算法：处理孤立点噪声像素点的高斯标准差为C1，处理平滑/半平滑区域内像素点的高斯标准差为C2，C1/C2＝（140±5）%，操作人员在140±5的范围内选择具体的C1/C2的值以及具体的C1值和C2值；将C1/C2的值控制在140±5的范围内的高斯滤波算法形成改进高斯滤波算法；第七步骤是去除噪声；操作人员通过计算机中的MATLAB软件，根据第六步骤中的改进高斯滤波的高斯标准差对灰度图像进行改进高斯滤波处理，去除噪声，形成去除噪声后的图像；第八步骤是形态学重构，对去除噪声后的图像进行形态学重构，通过形态学开运算重构消除矿岩颗粒区域内的极小值区域，从而消除矿岩颗粒内部的亮细节；通过形态学闭运算重构消除矿岩颗粒背景的暗细节，形成形态学重构后的图像；第九步骤是距离变换；操作人员通过计算机中的MATLAB软件对形态学重构后的图像进行距离变换，使用内部标记对图像上的各极小值区域进行标记；使用外部标记对图像上的各极大值区域进行标记；标记为外部标记的区域是矿岩颗粒的轮廓线，标记为内部标记的区域是矿岩颗粒部分；第十步骤是强制最小，操作人员通过计算机中的MATLAB软件对形态学重构后的图像进行强制最小；图像中灰度值最小的像素点的灰度值为最小灰度值；强制最小是将各极小值区域内的所有像素点的灰度值调节为最小灰度值，形成强制最小后的图像；第十一步骤是分割图像；操作人员通过计算机中的MATLAB软件对强制最小后的图像进行分割；具体是操作人员通过计算机中的MATLAB软件将强制最小后的图像中的各极值区域的内部像素的灰度值均调节为0，将强制最小后的图像中的各极值区域的轮廓线的灰度值均调节为255；灰度值调节为0的区域为矿岩颗粒区域，灰度值调节为255的区域为矿岩颗粒轮廓线；形成分割后的图像；第十二步骤是图像标定；操作人员通过计算机中的MATLAB软件对分割后的图像中的矿岩颗粒区域进行图像标定，得出图像中的矿岩颗粒数量；提取各矿岩颗粒区域内的像素点个数，通过与矿岩颗粒粒度数据库进行比对，得出各矿岩颗粒区域所代表的矿岩颗粒的粒度；第十三步骤是信息输出，操作人员通过计算机中的MATLAB软件，将图像中的矿岩颗粒数量信息以及粒度信息输出至计算机硬盘中或者通过与计算机相连接的打印机输出为硬拷贝。