一種礦用輸送帶縱撕圖像檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及無損檢測技術領域，具體涉及一種礦用輸送帶縱撕圖像檢測方法。
【背景技術】
[0002] 輸送帶在煤炭、礦山、港口、電力、冶金、化工等領域廣泛應用，是我國現(xiàn)代化生產(chǎn) 的主要運輸設備之一。礦用輸送帶在使用過程中經(jīng)常產(chǎn)生故障，如果得不到有效、可靠的檢 測和處理，將會造成縱向撕裂等重大安全事故，進而導致停產(chǎn)、運輸物料的損耗，設備的損 壞和人員傷亡，巨大的經(jīng)濟損失，嚴重影響安全生產(chǎn)。因此，為了保證輸送帶的運行安全，需 要對輸送帶縱撕圖像進行檢測、識別出縱撕故障。
[0003] 對礦用輸送帶縱撕圖像的檢測，目前除人工檢測外，研究者們還提出了激光發(fā)射 器檢測、差影法檢測和面積法檢測等方法。目前雖然已有一些基于機器視覺的縱撕故障檢 測方法，但是這些方法基本上還停留在實驗室研究階段。鑒于實際應用現(xiàn)場工作條件的不 確定性，可靠實用的縱撕檢測技術和方法還有待進一步的研究探索。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明提出一種礦用輸送帶縱撕圖像檢測方法，目的是提出一種基于 空域同態(tài)濾波和列局部閾值的礦用輸送帶縱撕圖像檢測和縱撕故障識別方法，解決礦用輸 送帶縱撕圖像檢測和縱撕故障識別的問題。
[0005] 本發(fā)明提供一種礦用輸送帶縱撕圖像檢測方法，其特征在于，包括:S101，獲取礦 用輸送帶圖像;S102,通過空域同態(tài)濾波法對礦用輸送帶圖像進行處理，得到礦用輸送帶空 域同態(tài)濾波圖像;S103,利用列局部閾值法對礦用輸送帶空域同態(tài)濾波圖像進行圖像二值 化，得到礦用輸送帶二值化圖像b(i，j);S104,將礦用輸送帶二值化圖像b(i，j)通過縱撕特 征函數(shù)成/) = ￡沖:，/)提取縱撕特征信息；S105，根據(jù)縱撕特征信息對礦用輸送帶縱撕圖像 ;=1 進行判斷，當縱撕特征信息不符合預定條件時，判定礦用輸送帶發(fā)生縱撕故障。
[0006] 優(yōu)選地，在S101中，利用礦用輸送帶縱向撕裂保護裝置獲得所述礦用輸送帶圖像。
[0007] 優(yōu)選地，所述縱撕特征信息包括縱向長度和橫向?qū)挾取?br>[0008] 優(yōu)選地，在S105中，所述預定條件為所述縱向長度和所述橫向?qū)挾染∮陬A定閾 值。
[0009] 優(yōu)選地，在S105中，所述根據(jù)縱撕特征信息對礦用輸送帶縱撕圖像進行判斷包括： 通過計算縱向長度和橫向?qū)挾鹊谋戎蹬袛嗟V用輸送帶圖像是否為礦用輸送帶縱撕圖像。
[0010] 優(yōu)選地，在S102中，空域同態(tài)濾波法為:對于一幅Μ X N的數(shù)字圖像f (i，j)，采用的 濾波窗□大小為k X k，k為奇數(shù)，Co 1 (i，j)是在點（i，j)處以j為中心的一列k個像素的和窗 口，Win(i，j)是在點（i，j)處以i為中心的一行k個像素的和窗口：
[0011]
[0012] 當窗口向右滑動一個像素時桉下式審新Win(i. i):
[0013]
[0014] 當窗口向下滑動一個像素時按下式更新Col(i，j):
[0015]
[0016] 優(yōu)選地，在S102中，利用列局部閾值法對礦用輸送帶空域同態(tài)濾波圖像進行圖像 二值化包括:對于一幅Μ X N的數(shù)字圖像f (i，j)，首先計算列均值向量aj、列極小值向量uj和 行極小值向量Vl
^然后計算平均 1V1 /-I 灰度距?
最后根據(jù)表達式Tj= |aj-min(dau, dav) I = |ard|計算列局部閾值，利用沖，/) = t /(/f $，得到礦用輸送帶二值化圖像b
[0, others (i，j)，式中d表示列極小值向量Uj和行極小值向量v i與列均值向量a j之間平均距離的最小 值。
[0017] 利用本發(fā)明實施例所提出的基于空域同態(tài)濾波和列局部閾值的礦用輸送帶縱撕 圖像檢測方法可以檢測礦用輸送帶縱撕圖像、有效識別縱撕故障，并且圖像質(zhì)量識別度高， 檢測準確，可快速、有效地實現(xiàn)礦用輸送帶縱撕圖像檢測和縱撕故障識別，解決礦用輸送帶 縱撕圖像檢測和縱撕故障識別的問題，在工業(yè)應用中具有良好的使用價值。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明實施例的礦用輸送帶縱撕圖像檢測方法流程圖。
[0019] 圖2是本發(fā)明實施例的整體操作流程圖。
[0020] 圖3是以現(xiàn)有手段獲取的礦用輸送帶縱撕圖像。
[0021 ]圖4是使用本發(fā)明實施例處理后的礦用輸送帶縱撕圖像。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖以及具體實施例，對本發(fā)明的技術方案進行詳細描述。
[0023]圖1示出了本發(fā)明實施例的操作流程，具體包含如下操作步驟：
[0024] S101，獲取礦用輸送帶圖像；
[0025] S102,通過空域同態(tài)濾波法對礦用輸送帶圖像進行處理，得到礦用輸送帶空域同 態(tài)濾波圖像；
[0026] S103,利用列局部閾值法對礦用輸送帶空域同態(tài)濾波圖像進行圖像二值化，得到 礦用輸送帶二值化圖像b( i，j); Μ
[0027] S104,將礦用輸送帶二值化圖像b(i，j)通過縱撕特征函數(shù)= 提取縱撕 1=1 特征信息，縱撕特征信息包括縱向長度和橫向?qū)挾龋?br>[0028] S105,根據(jù)縱撕特征信息對礦用輸送帶縱撕圖像進行判斷，當縱向長度和橫向?qū)?度超過預定閾值，判定礦用輸送帶發(fā)生縱撕故障。
[0029] 以下結合附圖和實施例詳細敘述本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0030] 在本發(fā)明的實施例中，整體操作流程如附圖2所示，在具體實施時可視為分成兩個 階段，第一階段是根據(jù)需求，對獲得的圖像進行空域同態(tài)濾波、圖像二值化處理，可簡稱為 "圖像處理階段"；第二階段是"檢測識別階段"，實現(xiàn)縱撕特征信息提取，礦用輸送帶縱撕圖 像檢測和縱撕故障識別。
[0031] 以下描述圖像處理階段的操作流程。
[0032] 步驟1，可利用礦用輸送帶縱向撕裂保護裝置獲得礦用輸送帶圖像；
[0033]步驟2,對步驟1獲得的礦用輸送帶圖像運用空域同態(tài)濾波方法進行處理，得到礦 用輸送帶空域同態(tài)濾波圖像;空域同態(tài)濾波方法為:對于一幅MXN的數(shù)字圖像f(i，j)，采用 的濾波窗口大小為k X k，k為奇數(shù)，Co 1 (i，j)是在點（i，j)處以j為中心的一列k個像素的和 窗口，Win(i，j)是在點（i，j)處以i為中心的一行k個像素的和窗口：
[0034] L
.4.
[0035]當窗口向右滑動一個像素時按下式更新Win(iJ):
[0036]
[0037] 當窗口向下滑動一個像素時按下式更新Col (i，j):
[0038]
[0039] 步驟3,利用列局部閾值法對步驟2得到的礦用輸送帶空域同態(tài)濾波圖像進行圖像 二值化，得到礦用輸送帶二值化圖像b(i，j);處理過程為:對于一幅MXN的數(shù)字圖像f(i， j )，首先計算列均值向量a j、列極小值向量u j和行極小值向量v i，
，然后計算平均灰度距離
[最后根據(jù)表達式Tj= | aj-min(dau，dav) | = ard I計算列局部閾值，利用飧_，得到礦用輸送帶二值化圖像b( i，j)，式 中d表示列極小值向量和行極小值向量^與列均值向量^之間平均距離的最小值。
[0040] 以下描述檢測識別階段的操作流程。
[0041] 步驟1，將圖像處理階段獲得的礦用輸送帶二值化圖像b(i，j)通過縱撕特征函數(shù) 奶)=|>(/，力提取縱撕特征信息，其中縱向裂紋用"丨"表示、背景用"〇"表示； 2=1
[0042] 步驟2,利用步驟1提取的縱撕特征信息（縱向長度和橫向?qū)挾龋嬎汩L寬比等特 征參數(shù)，判定礦用輸送帶縱撕圖像。如果礦用輸送帶縱撕圖像的縱向長度、橫向?qū)挾确謩e超 過一定的閾值，則自動識別為判定發(fā)生了縱撕故障。
[0043] 圖3是在未使用本發(fā)明實施例的情況下獲得的礦用輸送帶縱撕圖像，圖4是使用了 本發(fā)明實施例的情況下所得到的礦用輸送帶縱撕圖像，圖3和圖4檢測同一位置。兩圖相比 較，可以明顯看出圖4的圖像質(zhì)量識別度高。
[0044] 本發(fā)明實施例的技術方案有以下幾個優(yōu)勢：
[0045] 1、操作簡便、計算量小、執(zhí)行效率高、速度快、精確度高。
[0046] 2、所涉及的算法可以在礦用輸送帶縱向撕裂保護裝置中硬件實現(xiàn)，可通過DSPS FPGA實現(xiàn)，以進一步提高運算速率，也可通過上位機軟件實現(xiàn)。
[0047] 3、將圖像表示為二值圖像，利用特征函數(shù)來提取縱撕特征信息，計算特征參數(shù)，保 證了檢測算法的有效性和準確性。
[0048] 以上，結合具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行了詳細介紹，所描述的具體實施 例用于幫助理解本發(fā)明的思想。本領域技術人員在本發(fā)明具體實施例的基礎上做出的推導 和變型也屬于本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種礦用輸送帶縱撕圖像檢測方法，其特征在于，包括： S101，獲取礦用輸送帶圖像； 5102, 通過空域同態(tài)濾波法對礦用輸送帶圖像進行處理，得到礦用輸送帶空域同態(tài)濾 波圖像；5103, 利用列局部閾值法對礦用輸送帶空域同態(tài)濾波圖像進行圖像二值化，得到礦用 輸送帶二值化圖像b(i，j); 5104, 將礦用輸送帶二值化圖像b(i，j)通過縱撕特征函數(shù) 取縱撕特征信 息； 5105, 根據(jù)縱撕特征信息對礦用輸送帶縱撕圖像進行判斷，當縱撕特征信息不符合預 定條件時，判定礦用輸送帶發(fā)生縱撕故障。2. 如權利要求1所述的礦用輸送帶縱撕圖像檢測方法，其特征在于，其中，在S101中，利 用礦用輸送帶縱向撕裂保護裝置獲得所述礦用輸送帶圖像。3. 如權利要求1或2所述的礦用輸送帶縱撕圖像檢測方法，其特征在于，其中，所述縱撕 特征信息包括縱向長度和橫向?qū)挾取?. 如權利要求3所述的礦用輸送帶縱撕圖像檢測方法，其特征在于，其中，在S105中，所 述預定條件為所述縱向長度和所述橫向?qū)挾染∮陬A定閾值。5. 如權利要求4所述的礦用輸送帶縱撕圖像檢測方法，其特征在于，其中，在S105中，所 述根據(jù)縱撕特征信息對礦用輸送帶縱撕圖像進行判斷包括:通過計算縱向長度和橫向?qū)挾?的比值判斷礦用輸送帶圖像是否為礦用輸送帶縱撕圖像。6. 如權利要求1或2所述的礦用輸送帶縱撕圖像檢測方法，其特征在于，其中，在S102 中，空域同態(tài)濾波法為:對于一幅ΜX N的數(shù)字圖像f (i，j)，采用的濾波窗口大小為k X k，k為 奇數(shù)，Col (i，j)是在點（i，j)處以j為中心的一列k個像素的和窗口，Win( i，j)是在點（i，j) 處以i為中心的一行k個像素的和窗口：7. 如權利要求1或2所述的礦用輸送帶縱撕圖像檢測方法，其特征在于，其中，在S10 2 中，利用列局部閾值法對礦用輸送帶空域同態(tài)濾波圖像進行圖像二值化 包括：對于一幅Μ X N的數(shù)字圖像f ( i，j )，首先計算
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種礦用輸送帶縱撕圖像檢測方法，包括：獲取礦用輸送帶圖像；通過空域同態(tài)濾波法對礦用輸送帶圖像進行處理，得到礦用輸送帶空域同態(tài)濾波圖像；利用列局部閾值法對礦用輸送帶空域同態(tài)濾波圖像進行圖像二值化，得到礦用輸送帶二值化圖像b(i,j)；將礦用輸送帶二值化圖像b(i,j)通過縱撕特征函數(shù)提取縱撕特征信息；根據(jù)縱撕特征信息對礦用輸送帶縱撕圖像進行判斷，當縱撕特征信息不符合預定條件時，判定礦用輸送帶發(fā)生縱撕故障。利用本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)礦用輸送帶縱撕圖像檢測和縱撕故障識別。
【IPC分類】G06T7/00
【公開號】CN105678741
【申請?zhí)枴緾N201511016797
【發(fā)明人】苗繼軍, 徐永峰, 蘇金元, 苗園園, 劉波, 范忠明, 張學忠, 吳慧平, 王俊偉, 吳江, 劉洋, 趙利杰
【申請人】神華集團有限責任公司, 神華烏海能源有限責任公司, 太原科技大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2015年12月29日