[發明專利]一種基于改進SURF匹配的鋅浮選泡沫自然速度特征提取方法

有效

• 申請號: 201810446667.2
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108830831B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 唐朝暉;曾思迪;牛亞輝;史偉東;劉亦玲
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/33
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 吝秀梅

本發明提出了一種基于改進SURF匹配的鋅浮選泡沫自然速度特征提取方法，選取具有尺度不變性、旋轉不變性以及抗噪能力較強的SURF特征算子對圖像進行特征提取，通過分析泡沫形狀的相似性以及其特定的運動軌跡，提出根據泡沫運動情況實時迭代更新匹配方法，利用改進匹配條件進行運動匹配，得到鋅浮選泡沫初速度，匹配結果計算考慮實際情況下的粗選槽中刮板的周期性運動，選擇底流速度得到浮選泡沫自然速度特征。本發明克服了傳統泡沫速度提取方法匹配誤差大、速度慢等問題，應用速度提高10倍以上，通過提出的迭代更新SURF算子匹配方法大大提高匹配成功率20％以上。解決了鋅浮選現場浮選泡沫特征難以提取以及如何機器視覺化的問題。

技術領域

本發明屬于泡沫浮選技術領域，具體涉及一種鋅浮選過程中粗選泡沫速度特征提取方法。

背景技術

泡沫浮選是當今選礦工業中最主要的方法之一，是一種利用礦物顆粒表面的物理化學性 質不同導致親水性不同，進而對礦物進行分選的方法，具有很強的實用價值。在浮選過程中， 利用攪拌桶的物理運動和控制進氣量，可以形成大量具有不同尺寸、顏色、形態以及紋理等 特征的氣泡，礦物顆粒黏附在氣泡表面進而實現礦物分選。鋅精礦的品位值和回收率反應工 況的好壞情況。而浮選泡沫圖像特征是判斷浮選工況的一個重要依據，它包含有大量與操作 變量和生產工藝有關的信息。多年來選廠主要依靠專家經驗觀察浮選機礦漿表面的泡沫狀態， 來調整浮選機器礦漿液位和改變藥劑制度。憑經驗對生產工況進行評價，無法實現全流程綜 合工況的客觀認知。雖然選廠通過離線化驗分析能夠得到精礦品位，但是隨著生產線的流動， 工況發生波動，且此方法受到人為因素影響較大，檢驗過程復雜且成本高。又由于浮選工藝 流程復雜、冗長、影響因素多，無法實現精礦品位的在線檢測和實時監控，影響了對加藥量 和其他參數的即時調整，最終影響了礦物的回收率。因此研究如何提取有效鋅浮選泡沫圖像 特征，從而面向生產指標優化進行實時在線檢測，對指導生產操作和過程的優化穩定運行具 有重要的意義。

隨著計算機技術、數字圖像處理技術的快速發展，將基于機器視覺的軟測量技術應用于 浮選過程給浮選指標的實時監測帶來了新的突破,獲得了更多與品位相關的浮選指標。在實際 生產過程中，經驗工人通過觀測泡沫圖像的速度、穩定度、顏色等特征判斷當前工況并進行 適應性調整。要實現鋅浮選的自動化穩定生產，首先要將通過機器視覺獲取有效信息，將信 息知識化、規則化，從而實現工藝的實時監控。研究發現，浮選泡沫速度是判斷精礦品位的 重要途徑。現有的泡沫圖像速度特征提取方法面臨魯棒性低、匹配結果誤差大、匹配速度慢 等問題，針對泡沫特有的形狀相似性、形變量大、易融合坍塌等特征，傳統的特征算子并沒 有體現出良好的適應性；并且實際工藝當中刮板的周期性物理轉動也對泡沫自然流速造成了 一定的影響，浮選泡沫速度特征的提取遇到了很多實際應用方面的問題。

發明內容

本發明的目的是針對鋅浮選過程中精礦品位在線檢測較為困難，浮選泡沫圖像特征難以精確 表達，提出一種改進SURF匹配的鋅浮選泡沫自然速度特征提取方法。

本發明通過下列方案給予實現：

一種基于改進SURF匹配的鋅浮選泡沫自然速度特征提取方法，該方法包括：

S1：通過工廠浮選圖像采集系統獲取不同精礦品位值情況下鋅浮選圖像數據，對采集的 數據進行分析，除去其中空缺的數據集、由于相機震動或者其他人為原因造成的圖像不 清晰的數據集；

S2：根據處理后的鋅浮選圖像數據集以及生產數據，組成三個不同的樣本子空間，具體 步驟如下：

(1)獲取精選的鋅浮選圖像數據集，將其分為品位偏高、正常、偏低三個工況；

(2)將采集的圖像進行分類，剔除類別邊界造成干擾的泡沫圖像；

(3)將最終泡沫圖像數據集分為V1、V2、V3分別對應三種不同工況；

S3：針對每個不同的樣本子空間，對其每幀泡沫圖像提取SURF特征，具體步驟有：