面向在线铁谱图像自动识别的磨粒链自适应分割方法与流程

技术特征：
1.面向在线铁谱图像自动识别的磨粒链自适应分割方法，其特征在于，步骤如下：步骤一、将铁谱传感器所提供的透射光图像和反射光图像分别经过预处理转换为二值化图像和灰度化图像；步骤二、采用反射光图像Imgf进行基于灰度形态学的粗分割：识别灰度化图像中的每条磨粒链，并采用内部标记和外部标记两种控制标记符标记磨粒链中的可分割磨粒，进一步采用分水岭变换获得上述可分割磨粒的灰度分割线，并将此分割线叠加到对应的二值化图像中实现粗分割；步骤三、针对上述粗分割后的二值化图像进行精细——多尺度二值形态学分割：针对每条磨粒链采用变尺度的腐蚀-膨胀算法实现对大小磨粒的分割，获得二值分割线；步骤四、将二值分割线叠加到原始的透射光图像和反射光图像即可获得分割后的磨粒图像。2.根据权利要求1所述的面向在线铁谱图像自动识别的磨粒链自适应分割方法，其特征在于：步骤一所述的反射光图像灰度化是将图像中每个像素点(x,y)的RGB值按照公式(1)计算获得该点的灰度值，最终处理结果为灰度化图像，公式(1)：步骤一所述的透射光图像二值化预处理包括灰度化、二值化、和形态学去噪3个步骤，所述的灰度化参照公式(1)：将图像中每个像素点(x,y)的RGB值按照公式(1)计算获得该点的灰度值；所述的二值化是通过设定一个阈值，并通过公式(2)将整个图像的像素值分成两个部分，从而将图像转换为二值化图像，公式(2)：形态学去噪使用数学形态学里面的“腐蚀”与“膨胀”算子所构成的“开运算”和“闭运算”对二值图像进行形态学滤波，去除无关的噪点。3.根据权利要求1所述的面向在线铁谱图像自动识别的磨粒链自适应分割方法，其特征在于：步骤二所述的灰度形态学的粗分割是以反射光灰度化图像中的磨粒链灰度值为处理对象，通过提取灰度特征进行磨粒分割的方法，具体方法为：以透射光图片二值化结果为参考，采用标记连通域方法获取图像中的每条磨粒链作为处理对象，计算磨粒链图像的灰度梯度，绘制灰度梯度图；应用最小强制方法进行局部极小值融合，从而获得改进的极小值区域，即为所求内部标记符；对已经做了内部标记的图像分别进行距离变换和分水岭变换，获得的分割线作为外部标记符；将所获得的内外标记符叠加到梯度幅度图像中对原梯度幅度图像进行修改，使局部最小区域仅仅出现在标记的位置，即以标记符所处位置为新的极小值位置，同时其他局部最小区域将被增亮并删除；以修改过的梯度幅度图像为对象进行分水岭分割获得灰度形态学下的分割线；将所获得分割线叠加至原始的透射光图像的预处理结果中，获得粗分割结果。4.根据权利要求1所述的面向在线铁谱图像自动识别的磨粒链自适应分割方法，其特征在于：步骤三所述多尺度二值形态学分割通过分析像素点之间的逻辑位置关系来实现粘连磨粒的分割，其分析对象为经过初步分割的磨粒图像，或者是未经过分割的粘连磨粒图像，二值形态学多尺度分割过程分解为针对不同尺寸的粘连颗粒的分割过程，对于一条待分割磨粒链，对磨粒链中尺寸小的粘连颗粒实行小尺度分割，分别经过“腐蚀”、“条件膨胀”、“获得分割线结果”过程将所得到的分割线存储至“分割结果”集合中；对尺寸大的粘连颗粒实行大尺度分割，分别经过“腐蚀”、“条件膨胀”、“获得分割线结果”过程将所得到的分割线存储至“分割结果”集合中，不同尺度之间的分割过程互不影响，分割尺度通过腐蚀与膨胀次数来控制，在获得每一个尺度下的分割结果后，叠加至原图即可获得最终的二值分割结果。5.根据权利要求3所述的面向在线铁谱图像自动识别的磨粒链自适应分割方法，其特征在于：多尺度二值形态学分割的具体流程为：首先需要初始化用于控制流程的变量NUMdis,NUMtotal-0的值，NUMdis是第一次腐蚀操作会消失的区域数量，NUMtotal-0分割图像中总的连通区域数量；接下来在读入分割对象之后即开始多尺度分割循环；在分割循环中，首先进行小尺度磨粒的分割，通过使用设定的较小的结构因子，设定次数的形态学“腐蚀”操作获得条件膨胀的“核”，然后基于这些“核”进行“条件膨胀”操作，所设定的两个膨胀条件为：(1)不超过原图区域，(2)不同的区域互不接触；通过膨胀获得磨粒分割线并存储；然后进行大尺度磨粒分割，采用较大的结构因子，更多次数的形态学腐蚀操作，获得条件膨胀的“核”，然后基于这些“核”进行与小尺度下相同条件的膨胀操作并最终获得该尺度下的分割线并存储；反复进行多尺度分割循环，经过多次迭代，满足终止准则停止分割，获得所有的分割线叠加至目标图像即为分割结果。6.根据权利要求4所述的面向在线铁谱图像自动识别的磨粒链自适应分割方法，其特征在于：为了满足在线图片处理的自适应条件，在某一个尺度下，在分割操作开始之前，需要标记当前带分割图像中总的连通区域数量NUMtotal-0,以及在该尺度下由于第一次腐蚀操作会消失的区域数量NUMdis；在该次腐蚀操作之后，统计腐蚀结果中总的连通区域数量NUMtotal-1；则在该分割操作下新增的区域数量NUMadd通过公式(3)求得：公式(3)：NUMadd＝NUMtotal-1-NUMtotal-0+NUMdis若NUMadd>0,则说明有新的区域产生，此时停止腐蚀，开始条件膨胀并获得分割线保存，此尺度分割结束，开始下一个尺度的腐蚀循环；若NUMadd＝0，则说明未有新的分割区域产生，则继续进行腐蚀操作，直到有新的分离区域产生；若NUMadd<0，说明总的区域数量在减少，这时候已不会再有新的区域产生，整个分割过程应该自动终止。