[发明专利]矿石图像分割方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种，尤其涉及一种矿石图像分割方法。

背景技术

对矿业企业传送带上输送的矿石图像进行分割，得到矿石粒度分布，对于破碎设备 和磨矿设备节能降耗，提高生产效率有重要意义。传送带上输送的矿石经常处于高粉尘 污染环境，自然光导致图像的颜色及亮度差异巨大，且在矿石周围形成阴影。矿石堆 积，块度差异巨大，形态呈现没有规律的多面体，几何信息对矿石的分割作用有限。整 帧图像中几乎没有背景信息，颜色信息难以区分矿石。矿石表面凸凹不同，石头内部形 成多条不规则棱，纹理信息对矿石分割也不灵敏。单一的颜色、纹理特征不能较好的分 割矿石图像。矿石图像处理的难点是从复杂图像中划分出不同的目标，由于矿石有着不 规则的形状和粗糙的表面，最难和最重要的工作是准确描绘矿石的边缘。

现有技术中采用以下方法对矿石图像进行分割：

基于阈值的方法是常用的矿石图像分割方法，即采用灰度阈值将矿石和背景分为白 黑二值图像，依此实现对矿石的分割。但传送带上矿石重叠堆积，阈值分割后的二值图 像中多处相邻或堆积的矿石连接在一起，单一的阈值方法难以获得理想的分割效果；

基于纹理的分割方法是矿石分割的另一途径，但矿石内部由于物质含量不同及爆破 导致的凸凹不平，使一块矿石内部的纹理有很大差异；

梯度变换也用于图像的边缘提取，同样由于矿石内部颜色及纹理的梯度变化率并不 弱于矿石边缘，不适用于传送带上矿石的分割；

分水岭算法适用于待分割目标边缘清晰的图像，且对于噪声没有识别能力。对于内 部纹理和颜色不均匀的矿石，将一块石头分为若干块，导致严重的过分割问题。但对于 颜色及纹理近似且位置相邻的矿石，分割结果将数块矿石连接在一起，导致严重的欠分 割。

发明内容

本发明的目的是提供一种能对矿石图像进行准确、有效分割的矿石图像分割方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的矿石图像分割方法，首先对矿石扫描图像，包括步骤：

A、将所扫描的图像进行自适应二值化处理，将图像中的每一个像素的灰度值与设定 阈值进行比较；

若该像素的灰度值小于设定的阈值则二值化为灰度值为0的背景像素；若该像素的灰 度值大于或等于设定的阈值则二值化为灰度值为1的目标像素；

B、将步骤A处理后的二值图像灰度化，每个背景像素的灰度值仍然为0，每个目标像 素的灰度值为该像素与距其最近的背景像素的距离，生成距离灰度图像；

C、对所述距离灰度图像进行重构，将上述的距离灰度图像的灰度值整体下降设定的 值，将下降后的图像中的灰度值非0的像素向上生长至下降前的距离灰度图像，形成多个 独立的目标区域；

D、对步骤C重构后的图像的每一个独立的目标区域保留一个灰度值最高的区域作为 种子区域；

E、进行图像分割，将每一个种子区域作为生长的起点向外生长，得到矿石分割后的 图像。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的矿石图像分割方法，由于首 先采用自适应阈值法对传送带上矿石图像进行二值化处理；然后对二值化图像进行距离 灰度变化，将图像中背景像素的颜色为黑保持不变，目标像素的灰度值变换为与目标边 界的最小距离，使每个矿石目标的中心像山峰一样耸立，矿石粘连处像素值低于矿石中 心像素值；之后将距离图像所有像素灰度值整体下降，使矿石粘连处变为背景，使每个 目标独立开；再通过对距离图像重构去除每个目标的最高峰处的凸凹，使之成为一个平 台区域，并表示为矿石的种子区域；记录每个种子区域的边缘，种子区域的边缘并行向 外生长以到达每个矿石目标的边界处。能对矿石图像进行准确、有效分割。

附图说明

图1为本发明的具体实施例中对图像自适应二值化的两个正方形模板的示意图；

图2为本发明的具体实施例中对图像种子区域定位的示意图。

具体实施方式

本发明的矿石图像分割方法，其较佳的具体实施方式是：

首先对矿石扫描图像，包括步骤：

A、将所扫描的图像进行自适应二值化处理，将图像中的每一个像素的灰度值与设定 阈值进行比较；

若该像素的灰度值小于设定的阈值则二值化为灰度值为0的背景像素；若该像素的灰 度值大于或等于设定的阈值则二值化为灰度值为1的目标像素；