煤泥浮選泡沫圖像處理技術的研究.pdf

1、煤泥浮選過程是在藥劑作用下氣液固三相流互相作用的復雜的物理化學過程，通過向煤漿中鼓入空氣，疏水的煤粒粘附在氣泡上隨著氣泡逐漸浮出氣泡層，而親水的矸石則沉在煤漿中隨著尾煤排出，從而實現(xiàn)精煤和矸石的分離。多年來，煤泥浮選一直是工人通過肉眼觀察泡沫狀態(tài)來手動調(diào)整浮選的加藥量，自動化水平低，工人勞動強度大，這阻礙精煤回收率的提高以及浮選工藝參數(shù)的優(yōu)化。但是浮選泡沫層中包含了許多和浮選指標相關的重要信息，通過泡沫的視覺特征來描繪浮出精煤的質量，可

2、以有效的提高精煤的回收率，因此，通過研究煤泥浮選泡沫圖像的特點，提取出有效的能夠反映煤泥浮選狀態(tài)的圖像特征參數(shù)，利用這些特征參數(shù)來反映浮選過程的狀態(tài)，這對實現(xiàn)煤泥浮選自動化具有前瞻性和現(xiàn)實意義。
　　 本文首先分析了煤泥浮選機理，根據(jù)煤泥浮選氣泡與煤粒粘附的原理，研究煤泥浮選特征與浮選狀態(tài)的關系，在此基礎上，選擇系統(tǒng)的硬件和軟件，初步搭建煤泥浮選泡沫圖像視覺系統(tǒng)，論文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　 (1)首先分析

3、煤泥浮選泡沫圖像的特點，針對煤泥浮選泡沫圖像中噪聲大小不一的情況，同時為避免煤泥圖像分割過程中圖像形狀的改變，結合形態(tài)學重構和面積濾波的特點，采用面積結構元素不斷增加的面積重構開閉濾波濾除噪聲;
　　 (2)煤泥浮選泡沫圖像中的前景和背景對比度比較低，采用的傳統(tǒng)的分水嶺分割方法會使圖像識別不出來或者產(chǎn)生欠分割現(xiàn)象，針對以上不足提出了基于形態(tài)學梯度的分水嶺分割方法，最后采用面積重構H頂變換來提取標記點，在標記點的基礎上對浮選泡沫圖

4、像進行分割，實驗證明，該方法對現(xiàn)場前景和背景對比度低的泡沫圖像的分割效果很好;
　　 (3)提取煤泥浮選泡沫圖像中的直方圖統(tǒng)計特征，分析能夠反映浮選狀態(tài)的特征參數(shù)，同時針對直方圖不能反映煤泥浮選泡沫圖像的空間像素特征的缺點，利用灰度共生矩陣來提取煤泥浮選泡沫圖像中四個方向(0°、45°、90°、135°)的特征值，分析各個煤泥浮選泡沫階段特征值的變化規(guī)律;提取煤泥浮選泡沫圖像的氣泡大小、氣泡的承載率、氣泡的動態(tài)特征，分析這些特征