[發明專利]一種用于煤礦控制擋板的煤矸石百分比識別方法

在審

• 申請號: 202010554748.1
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111723861A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 杜京義;郝樂;陳宇航;汶武;董剛;胡偉杰;井萌;劉赟超;閆愛軍
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/46;G06K9/38;G06K9/00;G06T5/00;G06T5/30;G06N3/04;G06N3/08;G06F16/51;G06F16/53;G06F16/583
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王丹

1.一種用于煤礦控制擋板的煤矸石百分比識別方法，其特征在于：具體包括如下步驟：

步驟1，實時采集現場圖像；

步驟2，對步驟1采集的圖像進行預處理；

步驟3，在皮帶背景下進行煤矸石定位標注，得到矩形目標圖像；

步驟4，對步驟3所得的矩形目標圖像依次計算梯度平均、梯度熵、混合熵；

步驟5，利用分類器對單個煤矸石的三項特征值梯度平均、梯度熵、混合熵進行分類；

步驟6，計算圖像煤矸石面積百分比。

2.根據權利要求1所述的一種用于煤礦控制擋板的煤矸石百分比識別方法，其特征在于：所述步驟2的具體過程為：

對步驟1采集的實時圖像通過自定義3×3卷積核進行卷積，得到圖像梯度增強的銳化預處理圖像P_r。

3.根據權利要求2所述的一種用于煤礦控制擋板的煤矸石百分比識別方法，其特征在于：所述步驟3的具體過程為：

步驟3.1，建立背景數據庫D_b；

步驟3.2，向背景數據庫D_b中輸入背景圖像，截取皮帶開始運行且皮帶表面未出現物料的圖像作為背景，對背景圖像通過自定義3×3卷積核進行卷積進行預處理，得到經過背景圖像銳化處理的背景預處理圖像P_b，并將圖像P_b帶入背景數據庫D_b中；

步驟3.3，提取步驟2中的銳化預處理圖像P_r；

步驟3.4，設置閾值α，根據如下公式(1)輸出二值圖像：

|P_r(x_i,y_i)-P_b(x_i,y_i)|＝f(x_i,y_i) (1)；

若f(x_i,y_i)≥α，則f(x_i,y_i)＝1代表前景；若f(x_i,y_i)＜α，則f(x_i,y_i)＝0代表背景，得到由前景與背景以像素為單位構成的二值圖像；其中P_r(x_i,y_i)代表步驟3.3中的銳化預處理圖像P_r在(x_i,y_i)的灰度值，P_b(x_i,y_i)代表步驟3.2中背景預處理圖像在(x_i,y_i)的灰度值，f(x_i,y_i)代表二值圖像在(x_i,y_i)的值；

步驟3.5，對步驟3.4輸出的二值圖像進行膨脹、腐蝕操作，得到消除空洞的二值圖像；

步驟3.6，遍歷步驟3.5得到的消除空洞的二值圖像，檢測圖像中前景輪廓，標注每個前景輪廓在消除空洞的二值圖像左上角坐標與右下角坐標，得到矩形坐標位置，將矩形坐標位置帶入銳化預處理圖像P_r并儲存，得到所述銳化預處理圖像P_r上所有已標注的矩形目標圖像。

4.根據權利要求3所述的一種用于煤礦控制擋板的煤矸石百分比識別方法，其特征在于：所述步驟3.5的具體過程為：

通過卷積核對所述二值圖像先進行膨脹再進行腐蝕操作。