提高锡、钨、金等金属回收率的摇床分带图像分割法研究
批准号:
51204077
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
和丽芳
依托单位:
学科分类:
矿物工程与物质分离
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄宋魏、蓝卓越、王庆平、王德燕、罗亚桃、蔡燕、于浩、刘佳明、梁燕
中文摘要
摇床广泛应用于锡、钨、金等微细粒矿物的回收。摇床分带技术是实现摇床优化控制和提高选别指标的前提。目前,国内摇床分带主要由人工操作,分带精确度不高、实时性滞后、选别指标较低,故急需研究新的摇床分带技术。基于数字图像处理的摇床分带技术,通过图像分割可以精确自动地实现摇床分带,目前国内外针对摇床分带图像分割还没有提出相应的算法,因此本项目对基于萤火虫算法的摇床分带图像分割法进行研究。首先通过获取大量的现场摇床分带图像以及进行图像分析,掌握摇床分带的特征及规律;研究萤火虫算法的基础理论;研究步长、决策半径、萤火虫分布、萤火虫位置更新方式对萤火虫算法收敛性和实时性的影响;从摇床分带图像的单阈值和多阈值分割两方面出发,结合摇床分带的特征,提出分割精度和实时性较高的萤火虫算法;对分割算法进行编程、现场试验、分析比较和效果评价,获得摇床分带图像分割的新理论和新技术,以提高稀贵金属锡、钨、金等资源的回收率。
英文摘要
Shaking table is widely used in the recovery of tin、tungsten、gold and other micro-fine metal. The technology of shaking table zone is the premise to achieve the optimum control of table and improve separation indexes. At present, shaking table zone technology is by artificial at home, which has the lower accuracy, real-time and separation indexes, therefore the new technology is need to research urgently. The method based on digital image processing can achieve precise and automatic zoning by way of image segmentation, now the corresponding algorithm has not been presented at home and abroad for segmentation of shaking table zone image, in the project, so the segmentation method of shaking table zone image that based on glowworm swarm algorithm is studied. Firstly, master the characteristics and laws of zoning by obtaining a large of number of shaking table zone images on the scene and analyzing images; research the fundamental theory of glowworm swarm algorithm; study the influence on the convergence and real-time of glowworm swarm algorithm that caused by step-size, decision range, distribution of glowworms, and movement-phase; combined with the characteristics of zoning, put forward new algorithms that have higher segmentation accuracy and real-time, in the light of bi-level threshold and multilevel threshold of shaking table zone image; program on segmentation algorithm ,field experiments, analysis and evaluation of effects, then obtain new theories and new techniques for segmentation of shaking table zone image, to improve the resource recovery of tin、tungsten , gold and other rare metal.
摇床分带技术是实现摇床优化控制的前提。目前,国内摇床分带主要由人工操作,分带精确度不高、实时性滞后,故急需研究新的摇床分带技术。基于数字图像处理的摇床分带技术,通过图像分割技术可以精确自动地实现摇床分带,目前国内外针对摇床分带图像分割还没有提出相应的算法,因此本项目对摇床分带图像分割法进行研究。通过对摇床分带图像的特征进行分析,发现基于阈值的图像分割算法适用于摇床矿带图像的分割。传统的阈值分割算法对单阈值分割非常有效。但是针对多阈值分割,其存在计算时间长和计算量大的问题。为了解决此问题,本项目提出利用基于萤火虫优化算法的阈值分割方法对摇床分带图像进行分割。萤火虫优化算法是一种性能较好的智能群体优化算法,但基本的萤火虫优化算法仍然存在收敛精度低、速度慢和容易陷入局部最优的问题。为了解决此问题,本项目对影响萤火虫优化算法性能的萤火虫群体分布方式、步长更新方式、位置更新方式、局部决策域更新方式进行改进,并将萤火虫算法与免疫算法、粒子群优化算法相结合,提出四种改进的萤火虫优化算法。为了验证改进萤火虫优化算法的性能,首先利用标准测试函数对算法的性能进行测试,得出改进萤火虫优化算法相对基本萤火虫优化算法而言具有较好的收敛特效。在此基础上,以最大类间方差作为适应度函数,利用四种改进的萤火虫优化算法对摇床矿带分带图像进行分割,分割结果表明较基本的萤火虫优化算法而言改进的萤火虫算法具有较好的收敛精度和速度,并能够将摇床矿带分带图像中的矿带分割开来。摇床矿带分带图像的精确分割为将来实现摇床生产的智能化控制,提供了新的技术方法,奠定了较好的理论基础。在此基础上,最后对摇床分带图像分割法在摇床自动控制系统的应用进行了研究。
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DOI:
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发表时间:
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期刊:
Mathematical Problems in Engineering
影响因子:
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作者:
[和丽芳, 黄宋魏]
通讯作者:
黄宋魏
DOI:
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发表时间:
2016
期刊:
价值工程
影响因子:
--
作者:
[王浩杰, 赵珂, 和丽芳, 王伟平]
通讯作者:
王伟平
DOI:
--
发表时间:
2016
期刊:
价值工程
影响因子:
--
作者:
[王庆平, 郭思哲, 和丽芳]
通讯作者:
和丽芳
DOI:
--
发表时间:
2016
期刊:
矿产综合利用
影响因子:
--
作者:
[张元元, 黄宋魏, 和丽芳]
通讯作者:
和丽芳
DOI:
--
发表时间:
2016
期刊:
International Journal of Hybrid Information Technology
影响因子:
--
作者:
[黄宋魏, 和丽芳]
通讯作者:
和丽芳
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