基于空間域數(shù)字圖像處理方法的煤巖分析.pdf

1、煤是一種有機(jī)巖石，利用研究巖石的方法來(lái)研究煤的學(xué)科稱(chēng)為煤巖學(xué)，隨著煤化工技術(shù)的逐漸發(fā)展，煤巖學(xué)的理論和實(shí)踐在煉焦領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛和深入。常用的煤巖學(xué)指標(biāo)主要有顯微組分的定量統(tǒng)計(jì)和鏡質(zhì)體反射率的測(cè)定。將這兩項(xiàng)指標(biāo)相結(jié)合，可以檢測(cè)來(lái)煤質(zhì)量、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)煤炭的煉焦特性以及預(yù)測(cè)焦炭的強(qiáng)度、優(yōu)化配煤方案，以便提高焦炭質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)合理地利用煤炭。
　　 目前，用于煉焦的煤巖分析主要是由顯微鏡和分光光度計(jì)組成的顯微光度計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它可以滿足煉焦

2、配煤煤巖測(cè)試的各項(xiàng)指標(biāo)需要，但也存在著以下問(wèn)題：一方面，由于測(cè)試時(shí)煤巖組分的識(shí)別完全依賴人工，所以整個(gè)測(cè)試過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)，準(zhǔn)確度也不高；另一方面，由于它要求配有分光光度計(jì)、高壓穩(wěn)壓電源等一系列硬件設(shè)施，所以整個(gè)系統(tǒng)成本較高，只有極少數(shù)單位擁有這些設(shè)備，無(wú)法推廣使用。
　　 本文通過(guò)對(duì)煤的有機(jī)顯微組分亮度值測(cè)定結(jié)果分析得出：第一，對(duì)同一種煤而言，惰質(zhì)組、鏡質(zhì)組、殼質(zhì)組組分的灰度值分布范圍依次遞減，對(duì)不同煤而言，隨著變質(zhì)程度的提高，三者

3、灰度值趨向一致；第二，鏡質(zhì)體反射率其實(shí)就是特定光下鏡質(zhì)體的圖像亮度。基于這個(gè)結(jié)論，本文提出了用數(shù)字圖像處理的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)煤顯微組分的定量統(tǒng)計(jì)和鏡質(zhì)體反射率的測(cè)定。同傳統(tǒng)的煤巖分析系統(tǒng)相比，這種基于數(shù)字圖像處理的煤巖分析系統(tǒng)將加快煤巖分析的速度，減少人為誤差，降低產(chǎn)品成本，為煤巖分析系統(tǒng)的推廣，為焦煤資源的合理利用奠定基礎(chǔ)。
　　 基于數(shù)字圖像處理的煤顯微組分的定量統(tǒng)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)各組分的計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為此，需先對(duì)獲得的原始圖像進(jìn)行

4、一系列的預(yù)處理。圖像的消噪實(shí)驗(yàn)表明，小波變換用于圖像消噪效果優(yōu)于均值濾波，與中值濾波去噪相比無(wú)明顯差別?？紤]到今后的嵌入化應(yīng)用，本文選用中值濾波算法對(duì)圖像去噪。二值化處理時(shí)采用自動(dòng)尋找最佳閾值法。該方法自動(dòng)分析圖像的灰度直方圖，根據(jù)煤巖的三種主要組分確定最佳閾值，然后再根據(jù)需要確定的顯微組分進(jìn)行二值化。邊緣檢測(cè)時(shí)，比較Robert算子、Prewitt算子、Sobel算子、Canny算子、LOG算子邊緣檢測(cè)效果后，選用邊緣增強(qiáng)效果較好的L

5、OG算子。經(jīng)過(guò)這一系列處理后可以得到較為滿意的特定煤顯微組分二值圖像，通過(guò)對(duì)處理后的圖象進(jìn)行計(jì)數(shù)，即可獲得特定顯微組分的統(tǒng)計(jì)。
　　 基于數(shù)字圖像處理的煤鏡質(zhì)體反射率測(cè)定主要是通過(guò)對(duì)HIS顏色模型中I值灰度直方圖的分析來(lái)實(shí)現(xiàn)的。利用HIS模型具有能把亮度信息I從顏色中分離出來(lái)的特點(diǎn)，對(duì)圖像中特定顯微組分各點(diǎn)的亮度值進(jìn)行分析，最后形成直方圖。該直方圖可較直觀的反映出煤鏡質(zhì)體反射率的特征。
　　 鑒于以上分析，文章給出了基于