(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221048985 6.4 (22)申请日 2022.05.07 (71)申请人 重庆科技学院 地址 401331 重庆市沙坪坝区大 学城东路 20号 (72)发明人 熊雨琴　周庚龙　黄琦麟　蔡枫林　 邓寅　利节　秦跃林　 (74)专利代理 机构 重庆敏创专利代理事务所 (普通合伙) 50253 专利代理师 黄梅 (51)Int.Cl. G06V 20/40(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/764(2022.01) G06V 10/82(2022.01)G06N 3/04(2006.01) (54)发明名称 一种基于轮廓探索的铁炉烧结球团识别方 法 (57)摘要 本发明涉及冶金铁炉烧 结球团技术领域， 具 体公开了一种基于轮廓探索 的铁炉烧结球团识 别方法， 首先用工业摄像头获取视频， 并且逐个 取帧， 得到烧结球团图像； 然后采用RetinaNet对 于图像进行目标检测， 得到预处理图像。 接着使 用DexiNed对于预处理图像进行边缘检测， 得到 融合边缘图。 之后， 运用基于U ‑Net的颗粒检测网 络对融合边缘图进行轮廓探索， 最后通过同心圆 模型输出形态(是否为圆形)预测结果。 整体来 说， 本方法结合了多个先进的神经网络对于图像 进行处理， 通过目标检测、 边缘检测、 一一对应、 形态检测等操作来较为精准地学习铁炉烧结球 团图像的基本信息， 获取烧结球团的位置和形状 并过滤细节。 本方法步骤简明， 检测目标是否为 圆形个体的过程快速而又准确。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 114842387 A 2022.08.02 CN 114842387 A 1.一种基于轮廓探索的铁炉烧结球团识别方法， 其特 征在于， 包括 步骤： S1、 用工业摄像头拍摄球团盘中团聚形成的铁炉烧结球团获取视频， 并且对视频逐个 取帧， 得到烧结球团图像； S2、 采用训练完成的Retin aNet对所述烧结球团图像进行目标检测， 得到对应的预处理 图像； S3、 采用训练完成的DexiNed对所述预处理图像进行边缘检测， 得到对应的融合边缘 图； S4、 使用基于U ‑net的颗粒检测网络对所述融合边缘图进行颗粒检测得到边缘概率图， 再对所述 边缘概率图通过设定阈值进行筛 选， 得到阈值图像； S5、 分离所述阈值图像中的各个 球团颗粒轮廓； S6、 使用椭圆拟合法对分离的各个所述球团颗粒轮廓进行边缘拟合， 将为圆形的椭圆 轮廓标记在所述烧结球团图像上。 2.根据权利要求1所述的一种基于轮廓探索的铁炉烧结球团识别方法， 其特征在于， 所 述S4具体为： 将所述融合边缘图与对应的掩膜图结合输入基于U ‑net的颗粒检测网络， 该颗粒检测 网络对输入的图像依次经过16、 32、 64、 128通道的第一卷积核层及2*2的最大池化层后， 再 经过256通道的第二卷积核层及第一反卷积层后， 再依次经过128、 64、 32、 16通道的第二反 卷积核层、 第三卷积核层及2*2的最大池化层后， 再经过单通道的第三反卷积核层后输出边 缘概率图， 然后对边 缘概率图通过设定阈值进行筛 选， 筛选后的剩余像素构成阈值图像。 3.根据权利要求2所述的一种基于轮廓探索的铁炉烧结球团识别方法， 其特征在于， 所 述第一卷积核层、 所述第二卷积核层及所述第三卷积核层均包括3*3的卷积核、 批量归一化 操作和ReLu激活函数； 所述第一反卷积核层及所述第三反卷积核层均包括3*3的反卷积核， 所述第二反卷积核层包括2*2的反卷积核、 批量归一 化操作和ReLu激活函数。 4.根据权利要求3所述的一种基于轮廓探索的铁炉烧结球团识别方法， 其特征在于， 所 述颗粒检测网络的损失函数为： 其中， 代表像素i属于c类背景的概率， c＝1、 c＝2分别对应为球团背景和非球团的其 余背景； 代表损失函数权重； 代表像素i的实际情 况标签； N表示所述融合边缘图的像 素数量。 5.根据权利要求1所述的一种基于轮廓探索的铁炉烧结球团识别方法， 其特征在于， 所 述步骤S5具体包括 步骤： S51、 逐个提取 所述阈值图像中的各个 球团颗粒轮廓； S52、 使用同心圆模型对提取的各个 球团颗粒轮廓进行分离 。 6.根据权利要求5所述的一种基于轮廓探索的铁炉烧结球团识别方法， 其特征在于， 所 述步骤S51具体包括 步骤： S511、 用白色和黑色 分别标记所述阈值图像中的球团和背景， 得到二 值化图像；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114842387 A 2S512、 应用距离变换来突出所述二值化图像中球团的中心区域， 得到多个球团颗粒轮 廓。 7.根据权利要求6所述的一种基于轮廓探索的铁炉烧结球团识别方法， 其特征在于， 在 所述步骤S 52中， 同心圆模型由中间的圆形和一圈圈围绕该圆形向外拓展的同心圆环组成， 中心的圆形和各同心圆环用不同的颜色标记。 8.根据权利要求7所述的一种基于轮廓探索的铁炉烧结球团识别方法， 其特征在于， 所 述步骤S52具体为： 通过从内向外遍历所述同心圆模型的各个颜色区域的方式对球团颗粒轮廓进行探索， 在分离球团颗粒轮廓的整个探索过程中， 根据探索到的球团颗粒轮廓的形状和大小， 设置 附近两个球团颗粒轮廓中心之间的距离从1cm到11cm不等， 一个球团颗粒轮廓上检测点数 的阈值设置为50， 当探索到的点数达到该阈值时， 终止探索， 最后将探索得到的黑色曲线作 为一个球团颗粒轮廓提取 出来。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114842387 A 3