基于图像的工业物料自动识别算法研究

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1、安徽大学硕士学位论文基于图像的工业物料自动识别算法研究姓名：程志友申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：梁栋;罗斌2003.5.8安徽大学硕士学位论文摘要摘要／、自从上个世纪60年代数字计算机问世以来，数字图像处理和模式识别理论与～—～技术经过多年的发展和完善，得到了长足进步和空前发展，在工程应用上引起人们极大地重视。将数字图像处理和模式识别技术应用到我国工业生产过程中，对加快我国工业现代化发展，提高劳动生产率，促进整个国民经济建设都有着极为重要的意义。>／本论文结合实际生产项目，综合运用数字图像

2、处理和模式识别方面的有关理论和技术，实现对工业物料进行自动识别。所完成的主要工作如下：1．针对传送带运动、抖动等现场环境因素所导致的图像模糊问题，在分析传统的Pal．飚ng算法的基础上，提出了一种快速模糊边缘检测算法。与Pal．King算法相比，该算法减少了迭代次数，具有很强的检测模糊边缘和细小边缘的能力，对提高工业物料的识别精度和系统的实时性起到了很好的作用。2．分析了具体工业物料——铁矿、返矿、焦炭和熔剂的实际特点，总结出工业物料的三个重要特征——颗粒度、颜色和平均灰度，确定了识别的主聚类特征量，为

3、有效地识别工业物料奠定了良好的基础。3．借鉴地形学的研究方法，分析了水平集的概念，在此基础上提出了一种快速颗粒度特征提取算法。该算法克服了传统边缘检测算法不足，利用地形图水平集的边界水平线和其连接点，通过设定图像灰度阈值对工业物料颗粒边缘进行提取，并计算出其颗粒度。实验表明：所提出的算法计算简单，效果明显优于传统的算法。4．对颜色和平均灰度两个重要特征进行了分析，综合运用数字图像处理技术，实现了颜色和平均灰度特征的提取。5．针对实际生产和处理过程中所存在的模糊不确定因素，综合利用模糊聚类算法，对工业物料

4、进行识别，在一定程度上消除了不确定因素的影响。6．完成了工业物料自动识别原型系统的软、硬件设计，在胁十丘口开发平台上，编程实现了系统所涉及的有关算法。关键词：工业物料，地形图，颗粒度，，i施，平均灰度，模糊聚类，特征提取翻锄诮g、JAbstractThetheoryandtechnologyofimageprocessingandpatternrecognitionhavebeendevelopedandimprovedsignificantlysincetheinventionofcomputerin

5、1960s·Researchershavepaidmuchattentiontotheirapplicationsinengineering．ThetheoryandtechnologyofimageprocessingandpaRernrecognitionalep】ayingimportantruleinindustrialmodernizationandeconomicacceleration．Thisthesisdealswithauto—recognitionofindustrialmater

6、ialimagewiththeapplicationofthetheoryandtechnologyofimageprocessingandpatternrecognition．Itisbasedonanongoingresearchproject．Themainresearchachievementsaleasthefollowing：1．Tosolveproblemsofimageblurringcausedbytransfer-maticmotion，shakingandotherfactorsi

7、nrealcircumstances，wehavedevelopedaquickfuzzyedge-detectingalgorithm．ComparedwiththealgorithnaofPal．King，thisalgorithmreducesthenumberofRerations，andhasastrongabilitytodetectfuzzyedgesandtinyedges，whichisveryusefulforimprovingrecognitionprecisionandreal·

8、timeanalysisofindustrialmaterialimages．2．Wehaveanaiyzedthecharactersofsomespecialindustrialmaterialimagessuchasironstone、recycledironstone、cokeandflux．Whl七emainfeaturesofindustrialmaterial-granularity、colorandaveragegreysc