[发明专利]一种基于图谱图像算法分析技术的矿石粒度在线检测设备

权利要求书

1.一种基于图谱图像算法分析技术的矿石粒度在线检测设备，其特征在于：包括矿石粒度分析仪、工控机；所述矿石粒度分析仪与工控机通过专用的局域网连接；所述工控机连接入因特网中，所述局域网中还连接有多个客户端；

所述矿石粒度分析仪安装在矿石传送带上方，对传送带上的矿石进行拍照，连续实时采集传送带上矿石粒度图像；

所述工控机内安装有矿石粒度分析系统，包括：

图像预处理模块，对由矿石粒度分析仪传送来的所采集的矿石图像进行预处理，所述预处理包括纹理分析、双边滤波、形态学优化处理和自适应二值化处理；

图像分割模块，对图像预处理模块传送来的经预处理的图像进行图像分割，所述图像分割包括通过分水岭分割算法进行粗分割，和根据形态学凹点特征对分水岭分割结果进行优化；

图像分割模块中，所述图像分割包括以下步骤：步骤S21、针对待处理图像白色部分做距离变换处理，将二值图变成灰度图，采用较大阈值对距离变换后的二值图进行形态学重构处理，提取粗分割标记，形成前景标记1；步骤S22、采用较小阈值对距离变换后的二值图进行形态学重构处理，提取细分割标记,形成前景标记2；步骤S23、采用形态学细化算法对二值图黑色部分进行细化处理，形成背景标记步骤；步骤S24、再次对二值图白色部分进行距离变换形成灰度图，作为分水岭分割的分割图像；步骤S25、使用分割标记1对分割图像进行第一次分水岭分割，得到粗分割结果图像；步骤S26、根据自适应圆形模板，对粗分割图像的矿石轮廓提取Harris角点并筛检凹点，并统计凹点个数；步骤S27、当矿石轮廓凹点个数大于等于1的时候，把相应矿石区域前景标记1替换为标记2，以利于进一步对存在凹点的矿石轮廓做细分割；步骤S28、使用新生成的标记图再次对矿石图像做第二次分水岭分割，得到最后的分割效果图像，并传送至矿石粒度标定与分析模块进行进一步处理；

矿石粒度标定与分析模块，对图像分割模块传送来的经过图像分割的矿石图像进行尺寸标定及建模分析处理；所述建模分析处理包括一下步骤：步骤S31、分割后的矿石提取轮廓，根据标定尺寸建模计算矿石粒度大小；步骤S32、根据采集的矿石粒度大小，统计输出矿石粒度合格率，粒度分布以及最大粒度曲线变化图。

2.根据权利要求1所述的矿石粒度在线检测设备，其特征在于：图像预处理模块中，所述预处理包括以下步骤：步骤S11、对图像执行纹理分析，区分矿石堆积区及细小沙砾区，保留矿石堆积区图像以待后续的分割处理；步骤S12、执行双边滤波对矿石堆积区图像进行滤波处理，消除图像噪声及有效保留矿石边缘；步骤S13、执行基于腐蚀的膨胀重建算法对滤波后的矿石堆积区图像进一步做形态学优化处理，即先对原始图像生成的灰度图像进行腐蚀，然后再基于腐蚀后的图像进行膨胀重建运算；步骤S14、执行自适应二值化处理对形态学优化后的矿石堆积区图像二值化，所述自适应二值化采用OSTU最佳阈值二值化；步骤S15、执行形态学开运算与闭运算，对二值化的图像进行消除细小孔洞与平滑轮廓优化处理；步骤S16、执行在二值图中去除面积小于预定值的连通域的操作；经过该图像预处理后的图像传送至图像分割模块进行进一步处理。

3.根据权利要求2所述的矿石粒度在线检测设备，其特征在于：所述纹理分析包括以下步骤：步骤S110、获取矿石粒度的原始图像；步骤S111、将所述原始图像转化为灰度图像；步骤S112、将转换后的灰度图像划分为N*M个子图像；步骤S113、生成所有子图像的灰度共生矩阵；步骤S114、归一化所有子图像的灰度共生矩阵；步骤S115、提取出共生矩阵的参数；步骤S116、将步骤S115提取的矩阵参数与限定值对比，大于限定值的为沙砾区域子图像,小于限定值的为矿石堆积区子图像。

4.根据权利要求2所述的矿石粒度在线检测设备，其特征在于：所述对粗分割图像的矿石轮廓提取Harris角点并筛检凹点，包括以下步骤：步骤S260、获取分水岭粗分割图像；步骤S261、在粗分割图像上提取每个矿石粒度轮廓图像；步骤S262、在粗分割图像上提取Harris角点；步骤S263、获取矿石粒度拟合椭圆短径d；步骤S264、以提取的Harris角点为圆心，以d的1/3为半径画圆；步骤S265、计算在矿石粒度区域与背景区域的圆弧长度所占的比例，并与预设的比例阈值比较，若满足则为凹点，否则为凸点；步骤S266、统计此矿石粒度的凹点特征。