[发明专利]基于人工智能的电弧炉熔炼状态判断方法及装置

说明书

本发明涉及人工智能技术领域，具体涉及一种基于人工智能的电弧炉熔炼状态判断方法及装置。该方法包括：获取电弧炉熔炼过程的图像；对图像进行灰度补偿；设定连续帧图像窗口和灰度阈值，根据窗口内连续超过灰度阈值的最大帧数、超过阈值的总帧数和窗口大小所获取的概率值判断熔炼过程是否由熔化期进入氧化期。在进入氧化期后，将所获取的烟雾区域的目标区域图像通过自适应双阈值分割算法对目标图像进行分割，遍历目标图像的每个像素，获取纯白区域和纯黑区域的像素面积，根据纯白区域和纯黑区域的总面积与目标图像的比例判断电弧炉是否由氧化期进入还原期。本发明可以通过烟雾对电弧炉的熔炼状态进行判断从而对各时期后续的操作起到指导的作用。

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，具体涉及一种基于人工智能的电弧炉熔炼状态判断方法及装置。

背景技术

在冶金工业中电弧炉炼钢是通过石墨电极向电弧炼钢炉内输入电能，以电极端部和炉料之间发生的电弧为热源进行炼钢的方法。在电炉冶炼过程中，由于造渣材料粉末飞扬以及炉料中的可燃物质的燃烧会产生大量的烟尘和有害气体，不仅会对操作工人的健康造成危害，还会严重污染大气环境。因此必须对电弧炉的熔炼过程进行较为准确的区分，以根据电弧炉的实时状态进行后续的粉尘防治和冶金监控过程。

电弧炉的熔炼过程主要由人工根据反应过程中物料的情况判断反应的时间段，决定加入物料的时间，目前人工针对电弧炉熔炼过程反应时间节点的判断和熔炼时期真实完全反应的时间存在很大的偏差导致误判的现象增加安全隐患。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于人工智能的电弧炉熔炼状态判断方法及装置，具体方案如下：

第一方面，本发明一个实施例提供了一种基于人工智能的电弧炉熔炼状态判断方法包含以下步骤：

获取电弧炉熔炼过程的图像；

对所述图像进行灰度补偿；

设定连续帧图像窗口和灰度阈值，根据所述窗口内连续超过所述灰度阈值的最大帧数、超过所述灰度阈值的总帧数和所述窗口大小所获取的概率值判断所述熔炼过程是否由熔化期进入氧化期。

在进入氧化期后，将所获取的烟雾区域的目标区域图像通过自适应双阈值分割算法对所述目标图像进行分割，遍历所述目标图像的每个像素，当像素值大于第一阈值时将该像素点灰度值置为255获得纯白像素点，小于第二阈值时将像素点灰度值置为0获得纯黑像素点，获取所述纯白像素点和所述纯黑像素点的像素面积，根据所述纯白像素点和纯黑像素点的总面积与所述目标图像的比例判断电弧炉是否由氧化期进入还原期。

优选的，所述灰度补偿还包括以下步骤：

对图像中每个像素进行如下处理：

G_out＝G_in-u_l+u_a

其中，G_out为补偿后的像素灰度值，G_in为当前的像素灰度值，u_l为当前子块内所有像素灰度值的均值，u_a为当前图像中所有像素灰度值的均值。

优选的，所述概率值的计算公式为：

其中，a₁为所述窗口中第一帧序号，a_w为所述窗口中最后一帧对应序号，a_i，分别为连续超过所述灰度阈值的第一帧和最后一帧在所述窗口中的序号，w为所述窗口大小，N₁为所述窗口内连续超过所述阈值的最大帧数，N₂为所述窗口内超过所述阈值的总帧数，α，β为相应的权重系数。

优选的，所述通过自适应双阈值分割算法对所述目标图像进行分割的方法包括以下步骤：