【技术实现步骤摘要】
本申请涉及图像处理，特别涉及一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法。
技术介绍
1、钢包底吹氩技术主要应用于钢铁冶炼过程中，该技术通过向钢包底部吹入氩气，形成氩花，从而促进液态金属与气体的充分接触，达到搅拌钢水、去除杂质、温度调控、提升金属质量的目的。并且为了提高氩气搅拌效率，大多数钢厂采用双氩口钢包，两个氩口呈一定角度布置在钢包底部，允许通过不同的通道同时向钢水中吹入氩气形成氩花。其中氩花是指底吹的氩气与液态金属的交互作用下所形成的气泡和气体流动现象，随着钢水翻涌，使得原本在液面上的钢渣被吹散或分散，从而裸露在液面翻涌的钢水即为氩花。可以理解为底吹氩气流量越大，氩花的面积越大。钢包吹氩的过程按吹氩强度通常分为强吹、中吹和软吹三个阶段，这种分级的方式有助于提高生产效率并降低成本。
2、一般在强吹和中吹阶段吹氩流量较大，钢水液面两个支路吹出的氩花会交融在一起，很难区分各个氩口所产生的氩花区域来精确调控两个支路流量。而软吹阶段吹氩流量较小，通常能明显区分两个氩口吹出的氩花区域。并且软吹阶段对于钢包吹氩的整体效果至关重要，它不仅影响钢液的化学成分和物理性质，还直接关系到最终产品的质量。因此，在实际操作中，精确控制软吹阶段的氩花大小是提升钢铁生产效益的重要环节。
3、随着冶金工艺的日益复杂，对氩气流量的控制要求也越来越高。传统方法通常采用固定流量或操作工肉眼监测液面来调控流量等手段，无法灵活应对不同工况下的需求且难以规范操作，很难区分各个氩口所产生的氩花区域来精确调控两个支路流量。
4、而现有的通过图
5、其次，目前的技术普遍将钢包液面上所有裸露的钢水视为有效的氩花区域。然而，在软吹阶段，实际上只有氩口附近吹出的翻滚的裸露钢水才是有效的氩花区域，而因钢水晃动或渣面裂开而裸露的钢水并不能有效反馈吹氩流量的大小。将这些非有效区域误认为氩花，会导致流量控制的不精确，从而影响脱气效果和最终钢液质量。
技术实现思路
1、本申请是鉴于上述问题而进行的，其目的在于，提供一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，通过考虑氩口的具体位置，能够更准确地识别每个支路的有效氩花面积，避免了一刀切的方法带来的误差，可以有效减少将周围因液面的晃荡或渣面裂开而裸露的钢水误识别为氩花，提高识别结果的准确性，通过识别到的每个支路的氩花大小精确调控各个支路的氩气流量，使得每个支路识别到的氩花大小均达到设定大小，能够显著提升软吹工艺的稳定性和一致性，更加符合生产要求、提高生产效果。
2、具体如下，本申请的第一方面提供了一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，包括以下步骤：
3、步骤一：采集钢包渣面氩花图像；
4、钢包渣面是指在炼钢过程中，钢液表面形成的渣层。钢渣是炼钢过程中为了去除钢水中的杂质（如硅、氧、碳、磷、硫等）而加入的石灰等溶剂与杂质反应生成的副产物，通常漂浮在钢水表面形成渣层。
5、钢包渣面氩花图像是指在钢包底吹氩气过程中，由于氩气的搅拌作用，渣面上形成的气泡和波动现象。这些氩花图像可以通过摄像设备捕捉，并用于分析钢包内钢液和渣层的动态变化。
6、步骤二：对采集的图像进行预处理及边缘检测；
7、通过边缘检测算法对图像进行边缘检测，用于提取出钢包的边缘信息。
8、步骤三：基于钢包的边缘信息，通过拟合技术拟合出一个最佳的边缘椭圆形状；
9、获得边缘椭圆形状的中心点坐标（,）、半长轴长度a、半短轴长度b以及倾斜角度；
10、步骤四：根据钢包号确定图像上氩口位置，并根据图像确定氩口的作用区域；
11、步骤五：计算钢包椭圆轮廓内所有像素点的灰度平均值，并基于灰度平均值设定分割阈值范围和灰度平均值范围，进行动态区域分割；
12、需要设定分割阈值的最小值和最大值、灰度平均值的最小值和最大值，并进行裸露铁水与钢渣的动态区域分割。
13、步骤六：基于分割阈值对图像进行阈值分割获得二值图像，提取裸露钢水区域的有效轮廓信息，结合氩口的几何位置以及液面氩花的扩散特征分别识别两个支路的有效氩花区域，并计算对应的氩花直径；
14、步骤七：根据当前支路的氩花直径和设定的软吹氩花直径差异来调节当前支路的氩气流量。
15、调节氩气流量的停止时间为计算的两个支路的氩花直径均满足工艺要求。
16、进一步地，所述步骤二，具体包括：对图像进行灰度处理，采用sobel算子或canny算子对预处理后的图像进行边缘检测，提取出钢包的边缘信息。
17、sobel算子通过计算图像在水平和垂直方向上的梯度来检测边缘，它使用3x3的卷积核分别对图像进行x方向和y方向的差分运算，然后将这两个结果的平方和开方得到边缘强度图像。
18、canny算子是一种多阶段的边缘检测算法，包括高斯滤波、计算梯度、非极大值抑制、双阈值检测和边缘连接等步骤。它能够更准确地检测图像中的边缘，减少噪声影响，并提供清晰的边缘轮廓。
19、对边缘检测的速度要求较高且图像噪声较少，可以选择sobel算子作为快速边缘检测的方法。如果需要更高的边缘检测精度和鲁棒性，则使用canny算子。
20、进一步地，所述步骤三，拟合过程具体为采用最小二乘法拟合。
21、最小二乘法在图像边缘拟合中具有重要应用价值，能够有效提取几何特征并优化拟合效果。
22、进一步地，所述步骤四，具体包括：
23、通过图像识别钢包号，根据对应钢包的氩口分布位置确定氩口中心在图像中的位置，以氩口中心为圆心，绘制半径为钢包半径的1/3的圆，作为氩口的作用区域。
24、进一步地，所述动态区域分割，具体包括：
25、（1）当小等于设定的灰度平均值最小值时：；
26、（2）当大于设定的灰度平均值最小值且小于设定的灰度平均值最大值时：
27、；
28、（3）当大于等于设定的灰度平均值最大值时：
29、；
30、其中：为分割阈值；
31、为分割阈值最小值；
32、为钢包椭圆轮廓内所有像素点的灰度平均值；
33、为灰度平均值最小值；
34、为灰度平均值最大值；
35、为分割阈值最大值。
36、进一步地本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，其特征在于，所述步骤二，具体包括：对图像进行灰度处理，采用Sobel算子或Canny算子对预处理后的图像进行边缘检测，提取出钢包的边缘信息。
3.根据权利要求1所述的一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，其特征在于，所述步骤三，拟合过程具体为采用最小二乘法拟合。
4.根据权利要求1所述的一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，其特征在于，所述步骤四，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，其特征在于，所述动态区域分割，具体包括：
6.根据权利要求1所述的一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，其特征在于，所述基于分割阈值对图像进行阈值分割获得二值图像，提取裸露钢水区域的有效轮廓信息，具体包括：
7.根据权利要求1所述的一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，其特征在于，所述结合氩口的几何位置以及液面氩花的扩散特征分别识别两个支路的有效氩花
8.根据权利要求7所述的一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，其特征在于，所述步骤2.4，具体包括：
9.根据权利要求7所述的一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，其特征在于，所述步骤2.5，具体包括：
10.根据权利要求7所述的一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，其特征在于，所述计算两个支路的氩花比例并将氩花比例转换为渣面氩花等效直径，具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，其特征在于，所述步骤二，具体包括：对图像进行灰度处理，采用sobel算子或canny算子对预处理后的图像进行边缘检测，提取出钢包的边缘信息。
3.根据权利要求1所述的一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，其特征在于，所述步骤三，拟合过程具体为采用最小二乘法拟合。
4.根据权利要求1所述的一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，其特征在于，所述步骤四，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种识别钢包软吹氩花面积的图像处理方法，其特征在于，所述动态区域分割，具体包括：
6.根据权利要求1所述的一种识别钢包...
【专利技术属性】
技术研发人员：田陆，侯超，董淑恩，黄妍，田运辉，
申请(专利权)人：湖南镭目科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。