[发明专利]一种煤岩图像自动识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域中对目标图像进行识别的方法，具体涉及一种利用Daubechies小波变换实现煤岩图像自动识别的方法。

背景技术

在煤矿井下开采过程中，需要准确识别煤层和岩层，以此来控制采煤机摇臂的升降，从而避免切割至顶底板岩石。目前，我国主要采用保守开采的方式，实际采出率低，造成了严重的资源浪费。而现在的技术水平也很难对剩余的大量煤炭资源进行二次开采，因此开发煤岩识别技术具有重要意义。

从20世纪50年代起，美国等世界主要产煤国越来越重视煤岩识别领域的研究。例如：基于煤岩自然γ射线辐射特性的传感器法，此法通过γ射线在煤层和岩层的不同衰减规律，从而对煤层和岩层进行识别。该方法要求顶板岩石必须具有放射性元素，因此对于放射性元素较少的砂岩顶板则无法应用，限制了其在我国大面积推广。

中国专利CN101922290公开的煤岩界面识别方法，虽然能自动识别出煤岩，但是存在如下问题：第一，高压水射流会造成采煤现场排水困难；第二，被煤层或岩层反射的反射流对喷嘴形成的不同作用力很难准确感知。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于Daubechies小波变换的煤岩自动识别方法。

本发明的技术方案如下：

计算机设备选择煤岩样品图像和待匹配的测试图像。然后分别对煤岩样品图像和待匹配测试图像进行五级Daubechies小波变换分解。根据分解结果分别计算小波系数。

下一步，分别根据相应的五级Daubechies小波变换的每个子带以及相应的小波系数计算系数的均值和系数方差。利用系数均值和系数方差来计算Daubechies小波变换的每个分级相应的均值纹理导向度和方差纹理导向度。从而建立煤岩样品特征数据库。

利用前述均值纹理导向度和方差纹理导向度计算表征煤岩样品图像和待测试图像之间纹理相似特征的的距离值。最后通过分析所计算距离值来识别待测试图像与煤岩样品图像。

所述的煤岩图像自动识别方法，其特征在于包括如下步骤：

A.建立煤岩特征数据库

对常见煤岩图像进行小波变换并提取相应特征值，建立煤岩特征数据库；

B.待测样品的特征提取

对待测样品进行小波变换并提取相应特征值，得到该样品的均值纹理导向度和方差纹理导向度；

C.Minkowski距离计算

根据Minkowski距离公式计算待测样品与特征数据库中样品的空间距离；

D.待测样品识别

根据空间距离的计算结果，从而判定空间距离最小的两种样品为相同种类，进而实现对煤岩的识别。

所述步骤A中建立煤岩特征数据库时，煤岩特征值的提取方法包括：

A1.选择常见煤岩样品图像；

A2.将第A1步的样品图像进行五级Daubechies小波变换，计算其相应的低频部分系数和高频部分系数；

A3.计算经过第A2步Daubechies小波变换之后每个子带的均值、方差；

A4.计算经过第A2步Daubechies小波变换之后每个Daubechies小波等级的均值纹理导向度和方差纹理导向度。

所述步骤B中，待测样品的特征提取方法包括：

B1.选择待测样品图像；

B2.将第B1步的样品图像进行五级Daubechies小波变换，计算其相应的低频部分系数和高频部分系数；

B3.计算经过第B2步Daubechies小波变换之后每个子带的均值、方差；

B4.计算经过第B2步Daubechies小波变换之后每个Daubechies小波等级的均值纹理导向度和方差纹理导向度。

所述步骤C中，Minkowski距离计算方法包括：