[发明专利]一种Grey Edge参数主动优化的稀土溶液颜色矫正方法

说明书

本发明公开了一种稀土溶液图像在不同单一光照下的矫正方法，针对稀土萃取工业生产中稀土溶液图像颜色随光照条件变化，导致基于稀土溶液图像颜色特征的稀土元素组分含量检测出现较大偏差，提出一种Grey Edge参数主动优化的稀土溶液颜色矫正方法。首先采用Grey Edge颜色恒常性算法，在该算法下加入区域划分参数，并进行区域选择；其次针对不同的光照条件和稀土溶液级数导致其最优光照估计算法参数不一致，采用基于变异的粒子群算法优化Grey Edge算法参数和区域划分参数,减小通过对角模型矫正后图像指定区域和标准图像指定区域之间的误差,实现较佳的矫正效果。

技术领域

本发明涉及稀土萃取过程中稀土溶液图像矫正领域，是一种Grey Edge参数主动优化的稀土溶液图像颜色矫正方法。

背景技术

稀土是由镧系元素、钪和钇等17种元素组成，且以共生矿形式存在。稀土元素提纯主要采用串级萃取分离工艺。在稀土串级萃取工艺过程中，各萃取槽体的稀土溶液显示不同的颜色特征，形成“离子颜色特征带”。

以镨/钕串级萃取分离工艺过程为例，镨离子和钕离子分别富集在萃取段、洗涤段，并分别显现出苹果绿和紫红色等特征颜色。由于每级萃取槽的镨/钕含量不同，其溶液所显现的颜色也不同。针对镨/钕萃取生产工艺中镨离子和钕离子的颜色特征，已经开发了基于机器视觉的稀土组分含量快速检测系统，并应用于稀土萃取工业，但该系统在使用过程中碰到光源衰减、光照环境变化等问题，导致基于稀土溶液颜色的组分含量软测量模型依据稀土溶液颜色测量组分含量不准确。

发明内容

为克服现有问题的不足，本发明提出了一种Grey Edge参数主动优化的稀土溶液图像颜色矫正方法。

本发明的目的是，针对稀土溶液图像颜色随光照条件变化，导致基于稀土溶液图像颜色特征的稀土元素组分含量检测出现较大偏差的问题，将不同单一光照条件下拍摄的稀土溶液图像，矫正到标准光源D65下，较好地除去光照变化对稀土溶液图像的影响。

本发明的技术方案是：

A：采用Grey Edge颜色恒常性算法，在该算法中加入区域划分参数，引用区域选取准则，对区域进行选取，来克服大块的单一颜色区域会使得到的场景光照偏向于该单一颜色的问题；B：针对不同的光照条件和稀土溶液级数导致其最优光照估计算法参数不一致，难以实现算法参数的自适应优化，采用基于变异的粒子群算法优化Grey Edge算法参数和区域划分参数，减小通过对角模型矫正后图像指定区域和标准图像指定区域之间的误差，实现较优的稀土溶液颜色矫正效果。

所述步骤A中，Grey Edge颜色恒常性算法中加入区域划分参数，并进行区域选取的方法为：

光照估计时，图像中大块的单一颜色区域会使场景光照估计偏向于该单一颜色。由于稀土溶液颜色呈现单一特性，使用图像中所有像素点估计其场景光照并不十分合理。因此在光照估计之前，对图像进行分割并选取有效区域，可以减小光照估计的误差。区域选取步骤如下所述：

A1：将待矫正的图像根据参数N，划分成N×N个区域；当N＝1时，表示图像不进行区域划分；由于图像的宽度和高度不一定是N的整数倍，因此在实际分块时，可能要舍弃图像的一些边缘像素；

A2：对于每个区域N_i,j，计算该区域RGB三通道的平均值和标准差(SR_i,j,SG_i,j,SB_i,j)；

A3：对于每个区域N_i,j，由式(1)计算其相关性系数；

A4：对于每个区域N_i,j，由式(2)设置标识F_i,j；