[發(fā)明專利]一種基于多光譜技術(shù)的煤矸石快速檢測(cè)的方法與裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010026120.4
• 申請(qǐng)日: 2020-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN111077093A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 來文豪;周孟然;宋紅萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/31
• 分類號(hào): G01N21/31;G01N21/25;G01N21/17
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1.一種基于多光譜技術(shù)的煤矸石快速檢測(cè)的方法與裝置，其特征在于：設(shè)計(jì)一個(gè)煤和矸石多光譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采集煤和矸石的多光譜圖像，然后利用圖像融合技術(shù)將多個(gè)光譜圖像融合成一個(gè)光譜圖像，最后利用構(gòu)建一個(gè)基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)煤矸石檢測(cè)模型，檢測(cè)每張經(jīng)融合后的光譜圖像中煤矸石的位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤和矸石多光譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，具體包括以下步驟：

首先打開光源，照射待檢測(cè)煤矸石，煤矸石反射寬波段的光，經(jīng)帶通濾光片過濾，只允許特定波長(zhǎng)的光通過鏡頭進(jìn)入光譜成像儀，并由光譜成像儀成像；多光譜成像儀的曝光時(shí)間設(shè)置和工作由計(jì)算機(jī)控制經(jīng)USB3.0數(shù)據(jù)線控制，同時(shí)光譜采成像儀會(huì)把采集的煤或矸石的光譜圖像數(shù)據(jù)經(jīng)USB3.0數(shù)據(jù)線傳到電腦中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石多光譜圖像歸一化處理和融合，其特征在于，具體包括以下步驟：

令某一個(gè)波段的多光譜圖像數(shù)據(jù)為P，其中，每個(gè)光譜圖像的分辨率為w×h，即光譜圖像的長(zhǎng)為w高為h：

P′數(shù)據(jù)歸一化后光譜圖像；多光譜圖像融合方法采用一種高效且計(jì)算量較小的圖像融合，如下：

式(2)、(3)和(4)中，BP′為基圖像，P′是多光譜的一個(gè)波段，P″為融合后的多光譜圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石光譜圖像檢測(cè)模型，其特征在于：構(gòu)建一個(gè)輕量、高效的煤和矸石的光譜圖像檢測(cè)模型；標(biāo)注每張融合后的光譜圖像，并作為檢測(cè)模型的目標(biāo)輸出，將融合后的多光譜圖像作為檢測(cè)模型的輸入，訓(xùn)練檢測(cè)模型；最后將訓(xùn)練好的煤矸石檢測(cè)模型用于煤矸石檢測(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的構(gòu)建輕量、高效的煤和矸石的光譜圖像檢測(cè)模型，其特征在于：改進(jìn)YOLO-V3并設(shè)計(jì)一個(gè)適用于煤矸石多光譜圖像快速在線檢測(cè)模型體，首先，設(shè)計(jì)一個(gè)基于稠密連接的特征提框架以代替YOLO-V3中的殘差連接，提高模型的效率；然后，采兩種刻度特征圖，分別是40*20*14和20*10*14。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)計(jì)基于稠密連接的特征提框架，其特征在于：卷核大小均為3*3，步長(zhǎng)為1；池化采用最大池化法，池化核大小為2*2，步長(zhǎng)2；激活函數(shù)采用Relu原理如：

式5中，p_i,j為卷積后特征圖中像素點(diǎn)值。