【技术实现步骤摘要】
一种基于多颜色空间主元分析描述的煤矸石识别方法
本专利技术涉及一种基于多颜色空间主元分析描述的煤矸石识别方法，尤其涉及多颜色空间的主元分析，尤其涉及基于多颜色空间主元向量的图像描述。
技术介绍
我国是矿产资源丰富的大国，尤其是煤炭资源。煤炭资源在开采的过程中，原煤中不可避免的存在大量的矸石，将矸石和煤进行有效的分选是提高煤炭高效利用的必要手段之一。现阶段矸石的筛选方法有多种，诸如：重介质选煤法；跳汰选煤法；浮游选煤法和伽马射线选煤法等。但是这些方法存在成本高，环境污染严重等诸多问题。随着计算机视觉相关技术的飞速发展，逐步兴起了应用计算机视觉技术实现对煤与矸石进行分离的研究。基于计算机视觉的矸石识别方法可以实现非接触式的测量，此类方法成本较低，对环境的污染较小。常用的基于计算机视觉的煤矸石识别方法有基于灰度图像阈值的方法，基于纹理的矸石识别等。基于图像灰度阈值的方法受环境光照变化影响比较大。基于纹理的矸石识别方法中，在原煤中由于煤和矸石的文理信息都比较丰富，分离出矸石难度较大。JoostvandeWeijer等人利用PLSA(...
【技术保护点】
1.一种基于多颜色空间主元分析描述的煤矸石识别方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、在不同光照条件下选择矸石图像，制作矸石样本集合；/n步骤2、将样本集合中的RGB彩色图像通过颜色空间转换矩阵将样本颜色空间转换为黑色、蓝色、褐色、灰色、蓝色、橙色、粉红色、紫色、红色、白色、绿色等11种颜色空间对应的单通道图像矩阵；/n步骤3、对原始样本图像转换的11种通道图像应用PCA的方法进行主成分分析，并选取2个最大特征值对应的特征向量构建样本的主元描述投影矩阵；/n步骤4、不同光照条件下多样本的主元描述投影矩阵构建；/n步骤5、将待识别的RGB颜色空间的样本图像在投影矩阵上进行...
【技术特征摘要】
1.一种基于多颜色空间主元分析描述的煤矸石识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在不同光照条件下选择矸石图像，制作矸石样本集合；
步骤2、将样本集合中的RGB彩色图像通过颜色空间转换矩阵将样本颜色空间转换为黑色、蓝色、褐色、灰色、蓝色、橙色、粉红色、紫色、红色、白色、绿色等11种颜色空间对应的单通道图像矩阵；
步骤3、对原始样本图像转换的11种通道图像应用PCA的方法进行主成分分析，并选取2个最大特征值对应的特征向量构建样本的主元描述投影矩阵；
步骤4、不同光照条件下多样本的主元描述投影矩阵构建；
步骤5、将待识别的RGB颜色空间的样本图像在投影矩阵上进行投影，最终获得主元描述的投影图像；
步骤6、对投影结果的主元通道图像进行滤波，腐蚀和膨胀处理；
步骤7、对处理结果的二值图像进行连通区域定位，给出最终的识别定位结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于多颜色空间主元分析描述的煤矸石识别方法，其特征在于，步骤4中，不同光照条件下多样本的主元描述投影矩阵构建，包括：
对于原始的矸石图像样本，将原始的RGB三通道图像经过颜色空间的转换矩阵进行转换，最终获得11种颜色空间中对应与原始矸石样本的单通道的图像；为了降低计算负担，加速颜色空间中色彩检索速度，多颜色空间颜色提取算法将原始的RGB的32位颜色空间转换为16位颜色空间；转换过程中，创建16位颜色空间中的除灰度以外的10种颜色的索引矩阵，最终与灰度图像结合，构成原始样本的RGB彩色图像经过处理后的11个单通道图像；
基于PCA的多颜色空间主元描述矩阵的计算过程：
1)将m个原始样本的n个指标构建为m×n的矩阵形式X＝[x1x2…xm]T，也即是原始的矸石图像样本经过颜色空间映射为10维的单通道图像，n＝10,m为样本图像的像素点数；
2)对原始样本进行中心化，计算公式如式1所示：
其中：为矩阵X中各样本指标的均值组成的矩阵；
3)计算样本矩阵的相关系数矩阵，计算公式如式2所示：
4)运用雅克比迭代的方法求解相关系数矩阵的特征值和对应的特征向量，并将特征值进行降序排列，并对对应的特征值进行相应的调整；最终获得经过调整后的特征值λ1,…λn和特征向量v1,…vn；
5)通过施密特正交化的方式将特征向量进行正交化为：β1,…βn；
6)计算核矩阵在主分量β1,β2上的投影，投影结果表示为Y＝X·β，其中，
β＝(β1,β2)；
最终获得的投影数据Y即为原始样本矩阵经过PCA投影运算后的结果；将投影结果矩阵Y中的每一...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵运基，邓小伟，魏胜强，张海波，孔军伟，周梦林，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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