基于边界凹凸点和神经网络的粘连颗粒图像分割算法研究

发布时间：2021-09-30 06:33

　　针对采矿工业中岩石颗粒的分类,传统机械筛分和人工测量岩石颗粒尺寸的方法都有实时性太差的缺点,用数字图像处理技术取代传统的复杂和耗时的手工采样方法,在岩石颗粒尺寸分布的量化上具有减少花费的人力、物力和时间的优点,以更小的劳动强度自动准确地估计尺寸分布。本文针对昏暗模糊的岩石颗粒降落体图像的特点,对岩石颗粒图像采用如下的数字图像处理技术:岩石颗粒图像增强,岩石颗粒图像边缘提取,粘连岩石颗粒的分类和粘连岩石颗粒的分离。首先引导滤波增强昏暗模糊图像,双阈值Otsu法对灰度化图像二值化;然后提取岩石颗粒图像的特征训练误差反向传播（Back Propagation,BP）的神经网络,区分颗粒是否粘连;接着提取粘连的岩石颗粒的主凹点和分割点对;最后归一化割算法分离粘连岩石颗粒。具体的研究内容分为如下的几个方面:1、岩石颗粒图像采集和预处理:在矿石或骨料传送带上,矿岩颗粒相互重叠且矿岩与传送带不易区分。而在传送带末端,矿岩颗粒由于降落分散开且容易区分前景背景,所以在传送带末端拍摄矿岩颗粒降落流图像。在图像采集过程中,图像受噪声、光照不均匀性等因素的影响,然后根据图像中含有的噪声类别选用不同滤波算法。2... 

【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１岩石颗粒图像采集过程的模拟图??

（ａ）岩石颗粒降落流的现场图像?（ｂ）传送带上的岩石颗粒图像??图２－２岩石颗粒图像采集环境图??粘连岩石颗粒图像的分割系统分为三个组成部分：图像采集模块、图像处理模块??和图像分析模块。系统模型如图２－３所示：??ｊ?图像采集模块?：丨?图像处理模块?：：?图像分析模块?：??ｉ?１?１?１?ｂｉ?Ｉ?Ｉ?ｒＷ?！??：▼?▼?▼?；?：?＋?ｉ?＋?／：?ｔ?ｔ?：??：照縣统ｉ?ｃｃｄ相机计瓶系统ｉ?ｉ图像预处理ｉ粘＾＾粒Ｉ?：?＾?ｉ岩免寸：??：???ｉ?？?枯逐的区分的分尚■：价?统计：??Ｉ?垂???Ｌ?????图２－３岩石颗粒图像分割的系统模型??第一，图像采集模块。针对岩石颗粒图像的特点，图像中颗粒个数很多，各类岩??石的表面颜色多变，且同一块岩石的不同几何面光照不一致，纹理粗糙。为了有效消??除纹理的影响，在传送带的末端处，ＣＣＤ?（Ｃｈａｒｇｅ?Ｃｏｕｐｌｅｄ?Ｄｅｖｉｃｅ，?ＣＣＤ）照相机安装??在传送带的下方，ＣＣＤ照相机的拍摄角度垂直于岩石颗粒自由落体方向，以天空为??背景，通过逆光拍摄岩石颗粒的降落流图像，以滤除岩石表面纹理，然后把图像传送??到计算机的图像数据库中保存。??第二，图像处理模块。这部分是图像分割系统的最主要的部分，由三个部分组成：??岩石颗粒图像的预处理、岩石颗粒图像的特征提取与分类、粘连岩石颗粒的分离。在??图像采样模块的采样过程中，拍摄图像的背景是天空，因而图像会受到天气变化的影??响

图２－２岩石颗粒图像采集环境图??粘连岩石颗粒图像的分割系统分为三个组成部分：图像采集模块、图像处理模块??和图像分析模块。系统模型如图２－３所示：??ｊ?图像采集模块?：丨?图像处理模块?：：?图像分析模块?：??ｉ?１?１?１?ｂｉ?Ｉ?Ｉ?ｒＷ?！??：▼?▼?▼?；?：?＋?ｉ?＋?／：?ｔ?ｔ?：??：照縣统ｉ?ｃｃｄ相机计瓶系统ｉ?ｉ图像预处理ｉ粘＾＾粒Ｉ?：?＾?ｉ岩免寸：??：???ｉ?？?枯逐的区分的分尚■：价?统计：??Ｉ?垂???Ｌ?????图２－３岩石颗粒图像分割的系统模型??第一，图像采集模块。针对岩石颗粒图像的特点，图像中颗粒个数很多，各类岩??石的表面颜色多变，且同一块岩石的不同几何面光照不一致，纹理粗糙。为了有效消??除纹理的影响，在传送带的末端处，ＣＣＤ?（Ｃｈａｒｇｅ?Ｃｏｕｐｌｅｄ?Ｄｅｖｉｃｅ，?ＣＣＤ）照相机安装??在传送带的下方，ＣＣＤ照相机的拍摄角度垂直于岩石颗粒自由落体方向，以天空为??背景，通过逆光拍摄岩石颗粒的降落流图像，以滤除岩石表面纹理，然后把图像传送??到计算机的图像数据库中保存。??第二，图像处理模块。这部分是图像分割系统的最主要的部分，由三个部分组成：??岩石颗粒图像的预处理、岩石颗粒图像的特征提取与分类、粘连岩石颗粒的分离。在??图像采样模块的采样过程中，拍摄图像的背景是天空，因而图像会受到天气变化的影??响


本文编号：3415303