[发明专利]煤与矸石的识别与分割方法、装置及电子设备

说明书

本发明涉及一种煤与矸石的识别与分割方法、装置及电子设备，包括：获取待分割的X射线煤炭与矸石图像；将待分割的X射线煤炭与矸石图像输入煤与矸石分割模型，得到煤与矸石分割模型输出的煤矸石分割图像，煤矸石分割图像中相同种类的煤炭或矸石分别采用不同颜色进行连通域区分；根据不同颜色的连通域，对煤矸石分割图像进行轮廓提取，得到以矩形的形式标注的矸石轮廓坐标，矸石轮廓坐标用于控制机械手对矸石进行抓取。不仅可以加快对煤与矸石图像的分割速度，还减少特征提取中的煤与矸石的语义信息损失，提高了对煤与矸石图像的分割精度。

技术领域

本公开涉及物料配送技术领域，具体地，涉及一种煤与矸石的识别与分割方法、装置及电子设备。

背景技术

矸石是在煤矿建井、开拓掘进、采煤和煤炭洗选过程中，产生的干基灰分大于50%的岩石，矸石中含碳量低，并且矸石是比煤坚硬的黑灰色岩石。矸石每年的排放量相当于煤炭产量的10%左右，矸石不仅是固体废料，并且难以从煤炭中分割出来，严重影响煤炭的质量。

相关场景中，对x射线煤矸石图像进行灰度处理，利用灰度阈值分割煤与矸石。然而，这种方式对图像中不存在明显灰度差异，或者煤炭与矸石的灰度值范围有较大重叠的图像，分割的准确性较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤与矸石的识别与分割方法、装置及电子设备，旨在解决相关场景中对煤炭与矸石分割的准确性较低的技术问题。

为了实现上述目的，本公开的第一方面，提供一种煤与矸石的识别与分割方法，所述方法包括：

获取待分割的X射线煤炭与矸石图像；

将待分割的所述X射线煤炭与矸石图像输入煤与矸石分割模型，得到所述煤与矸石分割模型输出的煤矸石分割图像，所述煤矸石分割图像中相同种类的煤炭或矸石分别采用不同颜色进行连通域区分；所述煤与矸石分割模型中的特征融合子模型将所述煤与矸石分割模型中的残差计算子模型中依次线性连接的残差层输出的残差图像，分别作为依次线性连接的插值上采样层的残差输入图像以及依次线性连接的特征融合层的融合特征图像，得到煤矸石分割图像中检测塔子模型和图像注意力分析子模型的特征输入图像；所述检测塔子模型的检测塔层对输入的特征输入图像进行识别，得到对象目标框图像和矸石注意力图像；所述图像注意力分析子模型对所述特征输入图像进行识别，得到煤炭与矸石基图，通过所述对象目标框图像对所述煤炭与矸石基图进行预设目标尺寸调整，以及对所述矸石注意力图像进行所述预设目标尺寸调整，将调整后的所述煤炭与矸石基图与调整后的矸石注意力图像进行融合，得到所述煤矸石分割图像；

根据不同颜色的连通域，对所述煤矸石分割图像进行轮廓提取，得到以矩形的形式标注的矸石轮廓坐标，所述矸石轮廓坐标用于控制机械手对矸石进行抓取。

在一种优选的实施方式中，所述煤与矸石分割模型中的特征融合子模型将所述煤与矸石分割模型中的残差计算子模型中依次线性连接的残差层输出的残差图像，分别作为依次线性连接的插值上采样层的残差输入图像以及依次线性连接的特征融合层的融合特征图像，得到检测塔子模型和图像注意力分析子模型的特征输入图像，包括：

对所述煤与矸石分割模型中的残差计算子模型中依次线性连接的除处于最底层的残差层输出的残差输入图像按照第一卷积参数进行深度可分离卷积，并在卷积后分别作为所述煤与矸石分割模型中的特征融合子模型对应插值上采样层的卷积残差图像；

对输入所述特征融合子模型中最上层的插值上采样层的卷积残差图像进行临近插值上采样，并在临近插值上采样后，与所述残差计算子模型中次上层对应的卷积残差图像进行特征逐点相加，得到所述最上层的插值上采样层上采样输出图像；

对输入所述特征融合子模型中每一所述插值上采样层的上采样输入图像进行临近插值上采样，并在所述临近插值上采样后，将特征融合子模型中上一层插值上采样层输出的上采样输出图像与对应的卷积残差图像进行特征逐点相加，得到所述特征融合子模型中下一层插值上采样层输出的上采样输出图像；