摘要：火焰圖像是一種非結(jié)構(gòu)圖像，研究表明碳含量的不同對(duì)火焰的特征會(huì)產(chǎn)生影響，針對(duì)不同時(shí)期的火焰圖像的特征可以預(yù)測(cè)煉鋼處于什么階段，時(shí)間越往后推，碳含量越少，火焰越軟，反之越硬。該文主要從角點(diǎn)，紋理，邊緣，小波多尺度變換等幾方面對(duì)火焰圖像進(jìn)行特征提取，確定煉鋼的階段，部分解決‘人工看火’問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：火焰圖像；特征提；軟硬度；小波變換

中圖分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）16-3806-04

煉鋼過(guò)程中對(duì)碳含量進(jìn)行在線測(cè)量是全世界冶金行業(yè)普遍面臨的一個(gè)難題，也是決定轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)的重要依據(jù)。對(duì)火焰紋理的判斷以往主要依靠工人師傅的經(jīng)驗(yàn)做判斷，靠人工視覺(jué)觀測(cè)火焰的顏色，形狀，紋理等特征以便判定爐口火焰的含碳量。但依據(jù)人的經(jīng)驗(yàn)，視覺(jué)的觀測(cè)，往往會(huì)因當(dāng)時(shí)人的主觀狀態(tài)的不同，影響判斷結(jié)果，同時(shí)對(duì)高溫下工作的工人有身體傷害。另外流行一些方法還有煙氣分析，應(yīng)用副槍取樣，溫度識(shí)別等方法。

火焰是一種不規(guī)則氣體現(xiàn)象，是非結(jié)構(gòu)體目標(biāo)，其內(nèi)部運(yùn)動(dòng)十分復(fù)雜，因而采用圖像處理技術(shù)提取火焰的特征有一定的困難，針對(duì)圖像處理技術(shù)應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐火焰特征的碳含量分析，國(guó)內(nèi)外在這方面已經(jīng)有了一些成果?；鹧鎴D像與一般圖像的特征不同主要在于它的位置，形狀時(shí)刻在變動(dòng)，分析圖像特征應(yīng)有其他特定的方法。

當(dāng)今國(guó)內(nèi)火焰監(jiān)測(cè)對(duì)鋼材料生產(chǎn)質(zhì)量的要求越來(lái)越高，現(xiàn)在很多鋼鐵企業(yè)依然依賴于“人工看火”這種直觀方式，結(jié)果不夠準(zhǔn)確，實(shí)時(shí)性也不太好。因?yàn)榛鹧媸且环N動(dòng)態(tài)的非結(jié)構(gòu)圖像，其位置，形狀時(shí)刻都在變動(dòng)，單一采用某一方法對(duì)火焰圖像進(jìn)行定量分析意義不大，該文通過(guò)多個(gè)火焰圖像的特征量的提取，對(duì)火焰圖像進(jìn)行分析，從而判斷含碳量的范圍。

1 基于優(yōu)化的Harris算子含碳量分析

點(diǎn)特征是圖像最基本的特征。感興趣點(diǎn)的提取在圖像壓縮，傳輸領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛。在實(shí)際圖像處理應(yīng)用中，由于存在許多噪聲，會(huì)導(dǎo)致圖像退化。一些像素點(diǎn)受噪聲的影響較小，并且能較好的表達(dá)出整個(gè)的圖像，我們叫這樣的點(diǎn)為圖像的特征點(diǎn)。

從多尺度的角度對(duì)圖像特征點(diǎn)進(jìn)行分析，特征點(diǎn)表示目標(biāo)圖像從尺度由高到低的退化過(guò)程，圖像尺度減少導(dǎo)致圖像像素減少，此過(guò)程通常需要往我們感興趣的地方進(jìn)行，以便能在同樣的尺度下找到更多的特征點(diǎn)。并反過(guò)來(lái)，通過(guò)調(diào)整特征點(diǎn)數(shù)目，在保證圖像特征的前提下增加感興趣域的范圍，如房屋尖角，我們將這類代表圖像特殊意義的點(diǎn)稱為圖像的角點(diǎn)。角點(diǎn)在圖像旋轉(zhuǎn)，尺度特征變換等方面具有好的抗干擾性，因此實(shí)際應(yīng)用中常將角點(diǎn)作為特征分析的核心，它所占像素?cái)?shù)目較少，但信息量大，熵值也較大，可用作圖像特征信息的預(yù)判斷。

3 基于小波變換的火焰圖像多尺度分解

4 結(jié)論

本文通過(guò)Harris算子，Canny算子對(duì)火焰不同時(shí)期的圖像進(jìn)行處理分析，對(duì)傳統(tǒng)的人工看火的缺陷給于補(bǔ)充，用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，解決相關(guān)煉鋼中出現(xiàn)的問(wèn)題。希望達(dá)到由‘人工看火’到計(jì)算機(jī)看火的轉(zhuǎn)變，不過(guò)本文還存在很多不足的地方，火焰圖像應(yīng)該放在多尺度環(huán)境下去解決，有很多待處理的問(wèn)題。1）火焰圖像有效多尺度分解模型的建立；2）火焰圖像多特征值的融合，多種特征值綜合考慮，如火焰的透亮度，邊緣形狀，紋理走勢(shì)光滑，分叉，顏色等，其中大部分是動(dòng)態(tài)的，不是一張圖片能看出來(lái)的，從而得出一個(gè)比較準(zhǔn)確的火焰圖像含碳量模型；3）基于插值算法，得到火焰圖像特征與碳含量的變化曲線。

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