[发明专利]基于稀疏表示的煤岩识别方法

权利要求书

1.一种基于稀疏表示的煤岩识别方法，其特征在于，所述的煤岩识别方法包括如下步骤：

(1)建立过完备字典

1)图像样本采集阶段，通过照相机采集大量的在不同光照强度下的图像，所述的图像包括：烟煤、无烟煤、砂岩和页岩；

2)图像预处理，将采集的所述图像转化为灰度图像；

3)图像特征提取，将得到的灰度图像转化为十字对角纹理矩阵，并分别提取得到十字对角纹理矩阵的统计特征，组成特征向量；最后，对图像的特征向量进行归一化处理；

4)图像特征分类，按照采集对象所属的类别与采集图像时的光照强度的不同进行分类；所述特征的分类的过程为：首先，按照采集对象所属的类别分为4大类，然后分别对不同的采集对象按照采集时的光照强度进行分类；

5)组合过完备字典，根据上述步骤1)、2)、3)所得到的各类的特征向量，按照顺序组合成一个过完备字典；

(2)比较识别

1)按照上述步骤(1)中的1)、2)、3)所述的过程，得到测试样本的特征向量；

2)将得到的测试图像的特征向量利用过完备字典进行稀疏表示；

3)分别把4大类中各类的稀疏表示，代入分类器进行识别。

2.根据权利要求1所述的基于稀疏表示的煤岩识别方法，其特征在于所述的建立过完备字典过程中，图像样本采集阶段的具体过程如下：

(1)分别在15、20、30、50、75、100、150、200、300、500lx光照强度下采集大量的烟煤、无烟煤、砂岩、页岩的图像，其中lx为照度单位，即克勒斯；

(2)采集到的图像表示为P_a，b，c，其中a表示为采集对象的所属类别，类别1表示烟煤、类别2表示无烟煤、类别3表示砂岩、类别4表示页岩；b表示为采集图像的光照强度类别，按照光照强度由小到大，依次用1、…、10表示；c表示同一采集对象在同一光照情况下采集的图像的次序，在本方法的采集过程中，每类图像采集10张，依次表示为1、…、10。

3.根据权利要求2所述的基于稀疏表示的煤岩识别方法，其特征在于所述的建立过完备字典的过程中，图像特征提取的具体过程如下：

(1)G_a，b，c表示为各类采集图像的灰度图像，将转换后的各类煤岩图像的灰度图像G_a，b，c进行CDTM转换，即十字对角纹理矩阵的转换，得到各类图像的四种十字对角纹理矩阵，表示为T_a，b，c¹、T_a，b，c²、T_a，b，c³、T_a，b，c⁴；

(2)分别计算十字对角纹理矩阵T_a，b，c¹、T_a，b，c²、T_a，b，c³、T_a，b，c⁴的能量E、熵H、惯性矩I、相关C；

(3)计算T_a，b，c¹、T_a，b，c²、T_a，b，c³、T_a，b，c⁴的能量E的均值和方差用a₁，b₁表示；

(4)计算T_a，b，c¹、T_a，b，c²、T_a，b，c³、T_a，b，c⁴的熵H的均值和方差用a₂，b₂表示；

(5)计算T_a，b，c¹、T_a，b，c²、T_a，b，c³、T_a，b，c⁴的惯性矩I的均值和方差用a₃，b₃表示；

(6)计算T_a，b，c¹、T_a，b，c²、T_a，b，c³、T_a，b，c⁴的相关C的均值和方差用a₄，b₄表示；

(7)将得到的均值和方差组成特征向量q＝{a₁，b₁，a₂，b₂，a₃，b₃，a₄，b₄}；

(8)将得到的特征向量归一化，得到归一化的特征向量Q；

(9)将得到的各类图像的归一化的特征向量按照类别顺序组合成过完备字典D＝[Q_1，1，1，...，Q_1，1，10，...，Q_1，10，10，...，Q_4，10，1，...，Q_4，10，10]。