【技术实现步骤摘要】
一种恶劣环境下的高炉料面图像复原方法及系统
[0001]本专利技术主要涉及高炉冶炼
，特指一种恶劣环境下的高炉料面图像复原方法及系统。
技术介绍
[0002]工业内窥镜采集的高炉料面图像是反应高炉料面形貌和炉内运行状况的关键信息。清晰的高炉料面图像对指导炉顶布料操作、改善炉内煤气流分布以及保持炉况绿色高效稳定运行具有重要意义。但高炉内部处于一个高温、高压、多尘、弱光的恶劣环境中，使得工业内窥镜获取的高炉料面图像存在光照不均、细节模糊等问题。
[0003]通过对高炉料面的成像机理进行分析，发现导致图像不清晰的因素主要有以下两点。一是工业内窥镜的光学成像系统受到炉内大量粉尘的干扰，粉尘对光的吸收和散射特性是造成高炉料面图像退质的重要原因，料面细节信息被粉尘掩盖，因此粉尘因素对图像造成的影响不可忽略。二是高炉内部的煤气火焰能量大、强度高，且位于炉心位置，导致高炉料面图像呈现中间亮四周暗的不均匀现象，且图像整体亮度偏暗，因此炉内不良的光照条件对图像的清晰度也有一定影响。由于受到高炉内部恶劣环境的限制，目前许多图像清晰化...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种恶劣环境下的高炉料面图像复原方法，其特征在于，所述方法包括：根据光线在粉尘介质中的辐射传输方程，建立高炉料面物理成像模型，所述高炉料面物理成像模型包括粉尘层和强光层，其中所述粉尘层包含料面信息且呈现均匀光照分布和受粉尘散射影响，所述强光层不包含料面信息且呈现非均匀光照分布；去除所述高炉料面物理成像模型中的强光层，获得第一高炉料面图像，所述第一高炉料面图像具体为不受强光源干扰的粉尘环境中的高炉料面图像；基于所述第一高炉料面图像，对高炉料面图像进行复原，获得清晰的高炉料面图像。2.根据权利要求1所述的恶劣环境下的高炉料面图像复原方法，其特征在于，根据光线在粉尘介质中的辐射传输方程，建立高炉料面物理成像模型包括：根据光线在粉尘介质中的辐射传输方程，建立粉尘散射模型，且所述粉尘散射模型的具体公式为：I＝I
d
+I
e
＝I0e
‑
τ
(1+λτ)+A(1
‑
e
‑
τ
)，其中，I为图像传感器接收的总光强，I
d
为直接传输光强，I
e
为环境光强，I0为原始强度，λ为散射相函数常数，且p(0,0)为散射相函数，τ为光学厚度，A为环境照明光；根据粉尘散射模型，建立粉尘环境中的图像退化模型，且所述图像退化模型的具体公式为：I(x,y)＝B(x,y)t(x,y)(1+λτ)+E(x,y)(1
‑
t(x,y))，其中，I(x,y)为受强光源干扰的粉尘环境中的高炉料面图像，B(x,y)为清晰的高炉料面图像，E(x,y)为环境光，t(x,y)为介质透射率，且t(x,y)＝e
‑
τ
，τ为光学厚度，λ为散射相函数常数，且p(0,0)为散射相函数；在粉尘环境中的图像退化模型中加入强光源干扰项，建立高炉料面物理成像模型，且所述高炉料面物理成像模型的具体公式为：I(x,y)＝B(x,y)t(x,y)(1+λτ)+(E(x,y)+E
L
(x,y))(1
‑
t(x,y))，其中，E
L
(x,y)为强光源干扰项。3.根据权利要求2所述的恶劣环境下的高炉料面图像复原方法，其特征在于，去除所述高炉料面物理成像模型中的强光层，获得第一高炉料面图像包括：S1：定义二维高斯函数：其中，G(x,y,σ)为二维高斯函数，σ为尺度因子，x，y为图像像素坐标；S2：将二维高斯函数与输入的受强光源干扰的粉尘环境中的高炉料面图像I(x,y)做卷积运算，获得一个高斯尺度空间：L
i
(x,y,σ
i
)＝G(x,y,σ
i
)*I(x,y)，其中，L
i
(x,y,σ
i
)为高斯尺度空间中的第i层图像，σ
i
为第i层的尺度因子，G(x,y,σ
i
)为第i层的二维高斯函数，且σ
i
＝kσ
i
‑1，k>1，i＝1,2,3...；S3：计算高斯尺度空间中相邻两层...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋朝辉，李阳哲，易遵辉，桂卫华，潘冬，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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