高炉料面图像边缘检测方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106023160A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610310559.3(22)申请日2016.05.11(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市麓山南路932号(72)发明人蒋朝辉吴巧群桂卫华阳春华谢永芳许天翔陈致蓬(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人李相雨(51)Int.Cl.G06T7/00(2006.01)G06T5/00(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图6页(54)发明名称高炉料面图像边缘检测方法及装置(57)摘要本发明提供了一种高炉料面图像边缘检测方法及装置，该方法包括：对高炉料面图像进行边缘增强处理；从水平方向、垂直方向、第一斜边方向以及第二斜边方向四个方向的分数阶微分算子对边缘增强处理后的高炉料面图像进行边缘初步提取，得到初步边缘图像；其中，初步边缘图像包含高炉料面图像的边缘，第一斜边方向与第二斜边方向互相垂直；对初步边缘图像中的高炉料面图像的边缘进行去噪以及平滑化处理，得到高炉料面的最终边缘图像。通过采用分数阶微分算子的方法对边缘进行初步提取，提高了边缘定位的准确性，且本发明还进行平滑与去噪处理，有效提高边缘图像的准确性和清晰度，使最终得到的图像能够达到理想效果，为高炉布料操作提供有力依据。CN106023160ACN106023160A权利要求书1/2页1.一种高炉料面图像边缘检测方法，其特征在于，包括：对高炉料面图像进行边缘增强处理；从水平方向、垂直方向、第一斜边方向以及第二斜边方向四个方向对边缘增强处理后的高炉料面图像进行分数阶微分算子卷积处理，得到初步边缘图像；其中，所述初步边缘图像包含高炉料面图像的边缘，所述第一斜边方向与第二斜边方向互相垂直；对所述初步边缘图像中的高炉料面图像的边缘进行平滑化以及去噪处理，得到高炉料面的最终边缘图像。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对高炉料面图像进行边缘增强的步骤包括：增强高炉料面图像的对比度；调整高炉料面图像的饱和度；增强高炉料面图像中的边缘光和高频部分；对高炉料面图像进行高反差保留处理。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从水平方向、垂直方向、第一斜边方向以及第二斜边方向四个方向对边缘增强处理后的高炉料面图像进行分数阶微分算子卷积处理，得到初步边缘图像的步骤具体包括：基于Sobel算子原理，定义第一斜边方向算子以及第二斜边方向算子，并推出所述第一斜边方向算子以及第二斜边方向算子的分数阶微分算子；从水平方向、垂直方向、第一斜边方向以及第二斜边方向四个方向对边缘增强后的高炉料面图像通过分数阶微分算子卷积运算进行边缘初步提取，得到初步边缘图像。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述高炉料面图像的边缘进行平滑化以及去噪处理，得到高炉料面的最终边缘图像的步骤包括：将所述高炉料面图像进行二值化得到高炉料面的二值图像，并对所述高炉料面的二值图像进行开运算；采用自适应滤波器对经过开运算之后的高炉料面的二值图像进行滤波，从而对高炉料面的二值图像进行去噪处理；用一阶偏导的有限差分计算滤波后高炉料面的二值图像的梯度幅值和梯度方向；将所述高炉料面的二值图像中的梯度幅值的非局部极大值点置零，保留图像中梯度幅值为局部梯度极大值的点；对所述局部梯度极大值的点进行统计得到梯度直方图，根据所述梯度直方图计算高阈值，从而得到高阈值边缘图像，其中所述高阈值边缘图像中的高炉料面边缘为间断的边缘，且包含真边缘以及假边缘，所述真边缘占高炉料面边缘的比例远大于所述假边缘占高炉料面边缘的比例；根据所述初步边缘图像，对于所述高阈值边缘图像间断的边缘，在所述初步边缘图像包含的边缘的八邻点位置上寻找连接高阈值边缘图像轮廓的边缘点，直至所述高阈值边缘图像间断的边缘全部被连接，从而得到边缘曲线平滑且含噪声少的最终边缘图像；其中，所述八邻点为图像上任意一点周围八个邻域的点。5.如权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述第一斜边方向与所述水平方向的夹角为45±5度。2CN106023160A权利要求书2/2页6.一种高炉料面图像边缘检测装置，其特征在于，包括：边缘增强单元，用于对高炉料面图像进行边缘增强处理；初步提取单元，用于从水平方向、垂直方向、第一斜边方向以及第二斜边方向四个方向的分数阶微分算子对边缘增强处理后的高炉料面图像进行边缘初步提取，得到初步边缘图像；其中，所述初步边缘图像包含高炉料面图像的边缘，所述第一斜边方向与第二斜边方向互相垂直；平滑去噪单元，用于对所述初步边缘图像中的高炉料面图像的边缘进行平滑化以及去噪处理，得到高炉料面的最终边缘图像。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述边缘增强单元进一步用于：增强高炉