[發明專利]一種煤巖圖像自動識別方法

有效

• 申請號: 201210313987.3
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102880858A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 孫繼平;佘杰
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06K9/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及圖像處理領域中對目標圖像進行識別的方法，具體涉及一種利用Daubechies小波變換實現煤巖圖像自動識別的方法。

背景技術

在煤礦井下開采過程中，需要準確識別煤層和巖層，以此來控制采煤機搖臂的升降，從而避免切割至頂底板巖石。目前，我國主要采用保守開采的方式，實際采出率低，造成了嚴重的資源浪費。而現在的技術水平也很難對剩余的大量煤炭資源進行二次開采，因此開發煤巖識別技術具有重要意義。

從20世紀50年代起，美國等世界主要產煤國越來越重視煤巖識別領域的研究。例如：基于煤巖自然γ射線輻射特性的傳感器法，此法通過γ射線在煤層和巖層的不同衰減規律，從而對煤層和巖層進行識別。該方法要求頂板巖石必須具有放射性元素，因此對于放射性元素較少的砂巖頂板則無法應用，限制了其在我國大面積推廣。

中國專利CN101922290公開的煤巖界面識別方法，雖然能自動識別出煤巖，但是存在如下問題：第一，高壓水射流會造成采煤現場排水困難；第二，被煤層或巖層反射的反射流對噴嘴形成的不同作用力很難準確感知。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種基于Daubechies小波變換的煤巖自動識別方法。

本發明的技術方案如下：

計算機設備選擇煤巖樣品圖像和待匹配的測試圖像。然后分別對煤巖樣品圖像和待匹配測試圖像進行五級Daubechies小波變換分解。根據分解結果分別計算小波系數。

下一步，分別根據相應的五級Daubechies小波變換的每個子帶以及相應的小波系數計算系數的均值和系數方差。利用系數均值和系數方差來計算Daubechies小波變換的每個分級相應的均值紋理導向度和方差紋理導向度。從而建立煤巖樣品特征數據庫。

利用前述均值紋理導向度和方差紋理導向度計算表征煤巖樣品圖像和待測試圖像之間紋理相似特征的的距離值。最后通過分析所計算距離值來識別待測試圖像與煤巖樣品圖像。

所述的煤巖圖像自動識別方法，其特征在于包括如下步驟：

A.建立煤巖特征數據庫

對常見煤巖圖像進行小波變換并提取相應特征值，建立煤巖特征數據庫；

B.待測樣品的特征提取

對待測樣品進行小波變換并提取相應特征值，得到該樣品的均值紋理導向度和方差紋理導向度；

C.Minkowski距離計算

根據Minkowski距離公式計算待測樣品與特征數據庫中樣品的空間距離；

D.待測樣品識別

根據空間距離的計算結果，從而判定空間距離最小的兩種樣品為相同種類，進而實現對煤巖的識別。

所述步驟A中建立煤巖特征數據庫時，煤巖特征值的提取方法包括：

A1.選擇常見煤巖樣品圖像；

A2.將第A1步的樣品圖像進行五級Daubechies小波變換，計算其相應的低頻部分系數和高頻部分系數；

A3.計算經過第A2步Daubechies小波變換之后每個子帶的均值、方差；

A4.計算經過第A2步Daubechies小波變換之后每個Daubechies小波等級的均值紋理導向度和方差紋理導向度。

所述步驟B中，待測樣品的特征提取方法包括：

B1.選擇待測樣品圖像；

B2.將第B1步的樣品圖像進行五級Daubechies小波變換，計算其相應的低頻部分系數和高頻部分系數；

B3.計算經過第B2步Daubechies小波變換之后每個子帶的均值、方差；

B4.計算經過第B2步Daubechies小波變換之后每個Daubechies小波等級的均值紋理導向度和方差紋理導向度。

所述步驟C中，Minkowski距離計算方法包括：