基于几何特征约束的煤矸DE-XRT精准识别方法

TD925.2; 双能X射线透射识别煤矸仍存在厚度、硬化、余辉和扇形效应等缺陷,面向 5～150 mm宽厚度煤矸分选参数波动大、识别率低.为此,提出一种基于几何特征约束的煤矸双能X射线透射多维度识别方法.该方法通过目标图像最小外接圆直径和区域面积两个几何特征区分煤矸厚度,约束X射线透射响应特征的空间分布,进而从多个维度特征削弱缺陷影响.以少量低密度煤和高密度矸石,获取X射线透射响应特征、位置特征和几何特征,结合Relief-F特征选择建立强特征组合.检验多种分类器的识别性能,选取中等高斯SVM作为多维度方法的分类模型.以强特征组合作为输入,自动创建最终决策模型并分类未知煤矸像素点,通过像素变换...

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Published in煤炭科学技术 Vol. 52; no. 5; pp. 262 - 275
Main Authors 何磊, 郭永存, 支亚, 王爽, 李德永, 胡坤, 程刚
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 安徽理工大学机电工程学院,安徽淮南 232001 2024
深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南 232001%安徽中科光电色选机械有限公司,安徽合肥 230000
Subjects
分选参数
几何特征
多维度
multi-dimension
煤矸识别
双能X射线
dual-energy X-ray
geometric feature
coal gangue recognition
sorting parameter
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ISSN0253-2336
DOI10.12438/cst.2023-1276

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Summary:TD925.2; 双能X射线透射识别煤矸仍存在厚度、硬化、余辉和扇形效应等缺陷,面向 5～150 mm宽厚度煤矸分选参数波动大、识别率低.为此,提出一种基于几何特征约束的煤矸双能X射线透射多维度识别方法.该方法通过目标图像最小外接圆直径和区域面积两个几何特征区分煤矸厚度,约束X射线透射响应特征的空间分布,进而从多个维度特征削弱缺陷影响.以少量低密度煤和高密度矸石,获取X射线透射响应特征、位置特征和几何特征,结合Relief-F特征选择建立强特征组合.检验多种分类器的识别性能,选取中等高斯SVM作为多维度方法的分类模型.以强特征组合作为输入,自动创建最终决策模型并分类未知煤矸像素点,通过像素变换图像处理方法获取分选参数p值.结果显示,p值与煤矸密度呈强线性相关,利用密度可选取p值调控分选.而p值与煤矸厚度呈现弱线性相关,宽厚度范围内p值离散程度小、可分性好,赋予分选参数较大调整空间.批量试验验证结果显示,多维度法预排矸分选参数p值为 33.01%,以此分选参数对不同密度、不同煤种煤矸识别,整体识别率达99.57%.对5～150 mm厚度范围原煤预排矸整体识别率达99.37%.相比较H-L法、R-L法,多维度法识别率更高,面向不同厚度煤矸计算得到的p值精度高、一致性更好.印证了几何特征约束下多维度识别方法的有效性及分选参数调控优势,为现有双能X射线煤矸分选装置识别算法提供了设计参考.
ISSN:0253-2336
DOI:10.12438/cst.2023-1276