一种矿用输送带纵撕图像检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无损检测技术领域，具体涉及一种矿用输送带纵撕图像检测方法。
【背景技术】
[0002] 输送带在煤炭、矿山、港口、电力、冶金、化工等领域广泛应用，是我国现代化生产 的主要运输设备之一。矿用输送带在使用过程中经常产生故障，如果得不到有效、可靠的检 测和处理，将会造成纵向撕裂等重大安全事故，进而导致停产、运输物料的损耗，设备的损 坏和人员伤亡，巨大的经济损失，严重影响安全生产。因此，为了保证输送带的运行安全，需 要对输送带纵撕图像进行检测、识别出纵撕故障。
[0003] 对矿用输送带纵撕图像的检测，目前除人工检测外，研究者们还提出了激光发射 器检测、差影法检测和面积法检测等方法。目前虽然已有一些基于机器视觉的纵撕故障检 测方法，但是这些方法基本上还停留在实验室研究阶段。鉴于实际应用现场工作条件的不 确定性，可靠实用的纵撕检测技术和方法还有待进一步的研究探索。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明提出一种矿用输送带纵撕图像检测方法，目的是提出一种基于 空域同态滤波和列局部阈值的矿用输送带纵撕图像检测和纵撕故障识别方法，解决矿用输 送带纵撕图像检测和纵撕故障识别的问题。
[0005] 本发明提供一种矿用输送带纵撕图像检测方法，其特征在于，包括:S101，获取矿 用输送带图像;S102,通过空域同态滤波法对矿用输送带图像进行处理，得到矿用输送带空 域同态滤波图像;S103,利用列局部阈值法对矿用输送带空域同态滤波图像进行图像二值 化，得到矿用输送带二值化图像b(i，j);S104,将矿用输送带二值化图像b(i，j)通过纵撕特 征函数成/) = ￡冲:，/)提取纵撕特征信息；S105，根据纵撕特征信息对矿用输送带纵撕图像 ;=1 进行判断，当纵撕特征信息不符合预定条件时，判定矿用输送带发生纵撕故障。
[0006] 优选地，在S101中，利用矿用输送带纵向撕裂保护装置获得所述矿用输送带图像。
[0007] 优选地，所述纵撕特征信息包括纵向长度和横向宽度。
[0008] 优选地，在S105中，所述预定条件为所述纵向长度和所述横向宽度均小于预定阈 值。
[0009] 优选地，在S105中，所述根据纵撕特征信息对矿用输送带纵撕图像进行判断包括： 通过计算纵向长度和横向宽度的比值判断矿用输送带图像是否为矿用输送带纵撕图像。
[0010] 优选地，在S102中，空域同态滤波法为:对于一幅Μ X N的数字图像f (i，j)，采用的 滤波窗□大小为k X k，k为奇数，Co 1 (i，j)是在点（i，j)处以j为中心的一列k个像素的和窗 口，Win(i，j)是在点（i，j)处以i为中心的一行k个像素的和窗口：
[0011]
[0012] 当窗口向右滑动一个像素时桉下式审新Win(i. i):
[0013]
[0014] 当窗口向下滑动一个像素时按下式更新Col(i，j):
[0015]
[0016] 优选地，在S102中，利用列局部阈值法对矿用输送带空域同态滤波图像进行图像 二值化包括:对于一幅Μ X N的数字图像f (i，j)，首先计算列均值向量aj、列极小值向量uj和 行极小值向量Vl
^然后计算平均 1V1 /-I 灰度距?
最后根据表达式Tj= |aj-min(dau, dav) I = |ard|计算列局部阈值，利用冲，/) = t /(/f $，得到矿用输送带二值化图像b
[0, others (i，j)，式中d表示列极小值向量Uj和行极小值向量v i与列均值向量a j之间平均距离的最小 值。
[0017] 利用本发明实施例所提出的基于空域同态滤波和列局部阈值的矿用输送带纵撕 图像检测方法可以检测矿用输送带纵撕图像、有效识别纵撕故障，并且图像质量识别度高， 检测准确，可快速、有效地实现矿用输送带纵撕图像检测和纵撕故障识别，解决矿用输送带 纵撕图像检测和纵撕故障识别的问题，在工业应用中具有良好的使用价值。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明实施例的矿用输送带纵撕图像检测方法流程图。
[0019] 图2是本发明实施例的整体操作流程图。
[0020] 图3是以现有手段获取的矿用输送带纵撕图像。
[0021 ]图4是使用本发明实施例处理后的矿用输送带纵撕图像。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。
[0023]图1示出了本发明实施例的操作流程，具体包含如下操作步骤：
[0024] S101，获取矿用输送带图像；
[0025] S102,通过空域同态滤波法对矿用输送带图像进行处理，得到矿用输送带空域同 态滤波图像；
[0026] S103,利用列局部阈值法对矿用输送带空域同态滤波图像进行图像二值化，得到 矿用输送带二值化图像b( i，j); Μ
[0027] S104,将矿用输送带二值化图像b(i，j)通过纵撕特征函数= 提取纵撕 1=1 特征信息，纵撕特征信息包括纵向长度和横向宽度；
[0028] S105,根据纵撕特征信息对矿用输送带纵撕图像进行判断，当纵向长度和横向宽 度超过预定阈值，判定矿用输送带发生纵撕故障。
[0029] 以下结合附图和实施例详细叙述本发明的【具体实施方式】。
[0030] 在本发明的实施例中，整体操作流程如附图2所示，在具体实施时可视为分成两个 阶段，第一阶段是根据需求，对获得的图像进行空域同态滤波、图像二值化处理，可简称为 "图像处理阶段"；第二阶段是"检测识别阶段"，实现纵撕特征信息提取，矿用输送带纵撕图 像检测和纵撕故障识别。
[0031] 以下描述图像处理阶段的操作流程。
[0032] 步骤1，可利用矿用输送带纵向撕裂保护装置获得矿用输送带图像；
[0033]步骤2,对步骤1获得的矿用输送带图像运用空域同态滤波方法进行处理，得到矿 用输送带空域同态滤波图像;空域同态滤波方法为:对于一幅MXN的数字图像f(i，j)，采用 的滤波窗口大小为k X k，k为奇数，Co 1 (i，j)是在点（i，j)处以j为中心的一列k个像素的和 窗口，Win(i，j)是在点（i，j)处以i为中心的一行k个像素的和窗口：
[0034] L
.4.
[0035]当窗口向右滑动一个像素时按下式更新Win(iJ):
[0036]
[0037] 当窗口向下滑动一个像素时按下式更新Col (i，j):
[0038]
[0039] 步骤3,利用列局部阈值法对步骤2得到的矿用输送带空域同态滤波图像进行图像 二值化，得到矿用输送带二值化图像b(i，j);处理过程为:对于一幅MXN的数字图像f(i， j )，首先计算列均值向量a j、列极小值向量u j和行极小值向量v i，
，然后计算平均灰度距离
[最后根据表达式Tj= | aj-min(dau，dav) | = ard I计算列局部阈值，利用飧_，得到矿用输送带二值化图像b( i，j)，式 中d表示列极小值向量和行极小值向量^与列均值向量^之间平均距离的最小值。
[0040] 以下描述检测识别阶段的操作流程。
[0041] 步骤1，将图像处理阶段获得的矿用输送带二值化图像b(i，j)通过纵撕特征函数 奶)=|>(/，力提取纵撕特征信息，其中纵向裂纹用"丨"表示、背景用"〇"表示； 2=1
[0042] 步骤2,利用步骤1提取的纵撕特征信息（纵向长度和横向宽度），计算长宽比等特 征参数，判定矿用输送带纵撕图像。如果矿用输送带纵撕图像的纵向长度、横向宽度分别超 过一定的阈值，则自动识别为判定发生了纵撕故障。
[0043] 图3是在未使用本发明实施例的情况下获得的矿用输送带纵撕图像，图4是使用了 本发明实施例的情况下所得到的矿用输送带纵撕图像，图3和图4检测同一位置。两图相比 较，可以明显看出图4的图像质量识别度高。
[0044] 本发明实施例的技术方案有以下几个优势：
[0045] 1、操作简便、计算量小、执行效率高、速度快、精确度高。
[0046] 2、所涉及的算法可以在矿用输送带纵向撕裂保护装置中硬件实现，可通过DSPS FPGA实现，以进一步提高运算速率，也可通过上位机软件实现。
[0047] 3、将图像表示为二值图像，利用特征函数来提取纵撕特征信息，计算特征参数，保 证了检测算法的有效性和准确性。
[0048] 以上，结合具体实施例对本发明的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施 例用于帮助理解本发明的思想。本领域技术人员在本发明具体实施例的基础上做出的推导 和变型也属于本发明保护范围之内。
【主权项】
1. 一种矿用输送带纵撕图像检测方法，其特征在于，包括： S101，获取矿用输送带图像； 5102, 通过空域同态滤波法对矿用输送带图像进行处理，得到矿用输送带空域同态滤 波图像；5103, 利用列局部阈值法对矿用输送带空域同态滤波图像进行图像二值化，得到矿用 输送带二值化图像b(i，j); 5104, 将矿用输送带二值化图像b(i，j)通过纵撕特征函数 取纵撕特征信 息； 5105, 根据纵撕特征信息对矿用输送带纵撕图像进行判断，当纵撕特征信息不符合预 定条件时，判定矿用输送带发生纵撕故障。2. 如权利要求1所述的矿用输送带纵撕图像检测方法，其特征在于，其中，在S101中，利 用矿用输送带纵向撕裂保护装置获得所述矿用输送带图像。3. 如权利要求1或2所述的矿用输送带纵撕图像检测方法，其特征在于，其中，所述纵撕 特征信息包括纵向长度和横向宽度。4. 如权利要求3所述的矿用输送带纵撕图像检测方法，其特征在于，其中，在S105中，所 述预定条件为所述纵向长度和所述横向宽度均小于预定阈值。5. 如权利要求4所述的矿用输送带纵撕图像检测方法，其特征在于，其中，在S105中，所 述根据纵撕特征信息对矿用输送带纵撕图像进行判断包括:通过计算纵向长度和横向宽度 的比值判断矿用输送带图像是否为矿用输送带纵撕图像。6. 如权利要求1或2所述的矿用输送带纵撕图像检测方法，其特征在于，其中，在S102 中，空域同态滤波法为:对于一幅ΜX N的数字图像f (i，j)，采用的滤波窗口大小为k X k，k为 奇数，Col (i，j)是在点（i，j)处以j为中心的一列k个像素的和窗口，Win( i，j)是在点（i，j) 处以i为中心的一行k个像素的和窗口：7. 如权利要求1或2所述的矿用输送带纵撕图像检测方法，其特征在于，其中，在S10 2 中，利用列局部阈值法对矿用输送带空域同态滤波图像进行图像二值化 包括：对于一幅Μ X N的数字图像f ( i，j )，首先计算
【专利摘要】本发明公开了一种矿用输送带纵撕图像检测方法，包括：获取矿用输送带图像；通过空域同态滤波法对矿用输送带图像进行处理，得到矿用输送带空域同态滤波图像；利用列局部阈值法对矿用输送带空域同态滤波图像进行图像二值化，得到矿用输送带二值化图像b(i,j)；将矿用输送带二值化图像b(i,j)通过纵撕特征函数提取纵撕特征信息；根据纵撕特征信息对矿用输送带纵撕图像进行判断，当纵撕特征信息不符合预定条件时，判定矿用输送带发生纵撕故障。利用本发明能够实现矿用输送带纵撕图像检测和纵撕故障识别。
【IPC分类】G06T7/00
【公开号】CN105678741
【申请号】CN201511016797
【发明人】苗继军, 徐永峰, 苏金元, 苗园园, 刘波, 范忠明, 张学忠, 吴慧平, 王俊伟, 吴江, 刘洋, 赵利杰
【申请人】神华集团有限责任公司, 神华乌海能源有限责任公司, 太原科技大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年12月29日