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摘要：本发明公开了一种基于图像数据处理的煤炭质量检测方法及系统，涉及煤炭质量检测技术领域，包括以下步骤：根据历史经验和以往检测数据，设置一个最佳检测速率，即传送带进行煤炭传送的速率，在最佳检测速率下，采用图像采集设备实时采集煤炭样品的图像进行煤炭检测。本发明通过实时监测数据采集区域内的灰尘动态变化，获取灰尘颗粒直径信息和煤炭样品的表面特征，将灰尘颗粒直径信息和煤炭样品的表面特征进行综合分析，将环境划分为高影响和低影响环境，在低影响环境下保持最佳检测速率，在高影响环境下降低检测速率，以确保检测精度和效率，减少劣质煤炭进入燃烧过程，提高经济效益和资源利用率。

主权项：1.一种基于图像数据处理的煤炭质量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：根据历史经验和以往检测数据，设置一个最佳检测速率，即传送带进行煤炭传送的速率，在最佳检测速率下，采用图像采集设备实时采集煤炭样品的图像进行煤炭检测；将图像采集设备到采集区域之间的锥形区域划定为数据采集影响区域，在数据采集影响区域内，实时监测灰尘的动态变化，分析灰尘对图像采集精度造成的影响；实时监测灰尘的动态变化，其中包括获取数据采集影响区域内的灰尘颗粒直径信息，在检测时间窗口内，对灰尘颗粒直径信息进行分析后，生成灰尘颗粒直径超标指数，通过灰尘颗粒直径超标指数分析灰尘对图像采集精度造成的影响；获取数据采集影响区域内的灰尘颗粒直径信息，在检测时间窗口内，对灰尘颗粒直径信息进行分析后生成灰尘颗粒直径超标指数的步骤如下：在检测时间窗口内，使用激光粒度仪设备实时采集数据采集影响区域内的灰尘颗粒直径数据，将采集到的灰尘颗粒直径数据建立数据集，并将数据集标定为D，则，其中表示第l个灰尘颗粒的直径，n表示检测时间窗口内获取的灰尘颗粒总数；将采集到的灰尘颗粒直径数据按照等距间隔划分成若干个区间，并统计每个区间内颗粒的数量，设划分为k个区间，每个区间的范围为，其中，，表示第个区间的上限值；计算每个区间内颗粒数量占总颗粒数量的比例，设第u个区间内的颗粒数量为，则第u个区间的颗粒数量占比为：，式中，表示第u个区间的颗粒数量占比；为了反映大颗粒对检测的影响，给每个区间赋予一个权重，权重的计算表达式为：，式中，表示第u个区间的权重；计算每个区间的加权颗粒数量占比，计算的表达式为：，式中，表示第u个区间的加权颗粒数量占比；综合所有区间的加权颗粒数量占比，计算灰尘颗粒直径超标指数，计算的表达式为：，式中，表示灰尘颗粒直径超标指数；对采集到的煤炭图像进行处理，提取煤炭样品的表面特征信息，了解不同煤炭样品的表面情况；提取煤炭样品的表面特征信息，其中煤炭样品的表面特征信息包括煤炭表面颜色，在检测时间窗口内，对煤炭表面颜色进行分析处理后，生成煤炭表面色差指数，通过煤炭表面色差指数了解不同煤炭样品的表面情况；在检测时间窗口内，对煤炭表面颜色进行分析处理后生成煤炭表面色差指数的步骤如下：在检测时间窗口内，对图像采集设备采集到的图像进行预处理；将预处理后的图像从RGB颜色空间转换到CIELab*颜色空间，以便更准确地分析颜色；对图像进行分块处理，针对每个小块，基于高阶颜色差异，结合颜色梯度和边缘信息计算局部色差值，计算的表达式为：，式中，i，j表示图像中相邻像素，，，表示在时间t内第i个像素的Lab*值，其中，表示在时间t内第i个像素的明度，表示在时间t内第i个像素的色度值，表示在时间t内第i个像素的色度值，，，表示在时间t内第j个像素的Lab*值，其中，表示在时间t内第j个像素的明度，表示在时间t内第j个像素的色度值，表示在时间t内第j个像素的色度值，和分别是在时间t内的水平颜色梯度和垂直颜色梯度，和分别表示水平像素间距和垂直像素间距，表示相邻像素之间的距离，表示在时间t内的局部色差值，表示相邻像素间的颜色差异；综合所有局部色差值，计算煤炭表面色差指数，计算的表达式为：，表示在检测时间窗口内生成的煤炭表面色差指数，和分别表示检测时间窗口的起始和结束时间，N和M分别是图像的行数和列数，表示在时间t内的颜色加权系数，用于调整不同颜色差异的权重；对煤炭检测时的图像采集环境进行综合分析，评估图像采集环境对图像检测结果的影响；在检测时间窗口下，获取到煤炭检测时的对灰尘颗粒直径信息进行分析后生成的灰尘颗粒直径超标指数和对煤炭表面颜色进行分析处理后生成的煤炭表面色差指数后，将灰尘颗粒直径超标指数和煤炭表面色差指数输入至预先训练好的机器学习模型中，通过机器学习模型生成影响系数，通过影响系数评估图像采集环境对图像检测结果的影响；基于分析结果，将图像采集环境划分为高影响环境和低影响环境；将在检测时间窗口下对煤炭检测时的图像采集环境进行综合分析生成的影响系数与预先设定的影响系数参考阈值进行比对分析，对图像采集环境进行划分，具体的步骤如下：若影响系数大于等于影响系数参考阈值，则将图像采集环境划分为高影响环境；若影响系数小于影响系数参考阈值，则将图像采集环境划分为低影响环境；在低影响环境下，保持最佳检测速率继续进行煤炭检测，针对高影响环境，根据最佳检测速率对煤炭检测时的实际检测速率进行调控，降低实际检测速率，以确保在复杂环境下，检测系统仍能准确捕捉煤炭的细微质量问题；煤炭检测时的实际检测速率进行调控的具体步骤如下：在低影响环境下，保持最佳检测速率继续进行煤炭检测，具体的表达式为：，式中，表示低影响环境下煤炭检测时的实际检测速率，表示最佳检测速率；针对高影响环境，根据最佳检测速率对煤炭检测时的实际检测速率进行调控，降低实际检测速率，以确保在复杂环境下，具体的调控表达式为：，式中，表示影响系数的标准化值，反映了当前环境对检测速率的影响程度，，表示高影响环境下煤炭检测时的实际检测速率，表示影响系数，表示影响系数参考阈值，表示影响系数的最大值，表示调控因子，控制最佳检测速率的下降幅度；实时监控影响系数和实际检测速率，动态调整检测策略，动态调整检测策略的表达式为：，式中，表示在检测时间窗口下对煤炭检测时的实际检测速率。

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