鐠-釹混合溶液圖像污漬點(diǎn)去除方法研究.pdf

1、稀土被稱為“工業(yè)維生素”，是當(dāng)今社會(huì)最為重要的戰(zhàn)略資源。我國(guó)作為稀土大國(guó)，稀土分離的生產(chǎn)規(guī)模以及產(chǎn)品質(zhì)量在世界上有著至關(guān)重要的地位。然而，我國(guó)的稀土萃取分離過(guò)程依舊處于離線分析、經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)和人工手動(dòng)控制的階段，從而導(dǎo)致大量資源的浪費(fèi)以及造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問(wèn)題。解決各稀土元素組分含量的在線檢測(cè)難題是提高我國(guó)稀土萃取分離工藝自動(dòng)化水平的關(guān)鍵。
　　在稀土萃取工藝過(guò)程中，由于某些稀土元素離子具有特殊的離子顏色特征，使得采用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)進(jìn)

2、行稀土元素組分含量檢測(cè)成為可能。針對(duì)鐠離子和釹離子的特殊離子顏色特征，實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)研究開發(fā)了基于機(jī)器視覺(jué)的稀土元素組分含量快速檢測(cè)系統(tǒng)，是解決具有特殊離子特征顏色的鐠/釹萃取分離過(guò)程中元素組分含量快速測(cè)量問(wèn)題的有效途徑，可為鐠/釹萃取過(guò)程優(yōu)化運(yùn)行提供技術(shù)支撐，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)稀土萃取分離工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有極其重要的理論和實(shí)際意義。以下是本文主要的研究工作及創(chuàng)新點(diǎn)：
　?。?）從硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面分析了實(shí)驗(yàn)室基于機(jī)器視覺(jué)的

3、稀土元素組分含量快速檢測(cè)系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，分析了攝像機(jī)、鏡頭、圖像采集卡、光源、上位機(jī)等硬件設(shè)備選型的基本原理以及所需注意的因素。軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，介紹了MATLAB與LabVIEW之間的混合編程方法，分析了稀土元素組分含量快速檢測(cè)系統(tǒng)的整體構(gòu)成以及系統(tǒng)中圖像采集模塊、圖像處理模塊、結(jié)果顯示模塊、其他模塊的基本工作原理。
　?。?）針對(duì)實(shí)驗(yàn)室稀土元素組分含檢測(cè)只能在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，對(duì)沒(méi)有污漬點(diǎn)的稀土溶液圖像進(jìn)行組分含量檢測(cè)，不

4、能很好適應(yīng)稀土萃取工藝現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題。提出了基于FCM算法的圖像分割算法對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的圖像處理部分進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，使檢測(cè)系統(tǒng)能夠檢測(cè)具有污漬點(diǎn)鐠/釹溶液圖像所對(duì)應(yīng)的元素組分含量值。分析了FCM算法中聚類準(zhǔn)則的推導(dǎo)過(guò)程，采用拉格朗日乘數(shù)法求解隸屬度矩陣函數(shù)和聚類中心。介紹了聚類類別數(shù)c和模糊加權(quán)指數(shù)m的確定方法以及FCM圖像分割算法具體實(shí)現(xiàn)步驟，采用歐式距離和空間距離相結(jié)合的方法計(jì)算像素點(diǎn)與聚類中心之間的距離。
　　（3）以江西某稀土萃取

5、企業(yè)中鐠/釹溶液為研究對(duì)象，分析了RGB顏色空間和HIS顏色空間之間的轉(zhuǎn)換方法，確定了含有污污漬點(diǎn)的鐠/釹溶液圖像的顏色特征提取方法，明確了采用HSI顏色空間下的H、S、I三個(gè)顏色分量的一階矩去描述Pr/Nd混合溶液圖像顏色信息。FCM算法對(duì)采集到含有污漬點(diǎn)的Pr/Nd混合溶液圖像進(jìn)行處理，得到目標(biāo)溶液的灰度二值圖像。利用灰度二值圖像找到原彩色圖像中目標(biāo)溶液區(qū)域的像素，并計(jì)算顏色空間特征值及組分含量值，以沒(méi)有污漬點(diǎn)的鐠/釹溶液圖像所檢測(cè)