基于火焰彩色纹理特征的转炉炼钢碳含量预测

来源：计算机集成制造系统杂志2022年第1期北京时间：

作者：李清荣, 刘辉

单位：1.昆明理工大学信息工程与自动化学院2.昆明理工大学云南省人工智能重点实验室

摘要：连续实时测量碳含量是转炉终点钢水碳含量控制的关键。针对转炉终点炉口火焰图像相似性高导致难以提取具有较强区分性火焰图像特征的问题,提出一种图像彩色纹理特征提取方法——四元数方向统计量(QDS)算法。首先,利用四元数乘法特性对火焰图像进行旋转操作得到火焰图像的四元数旋转图谱;其次,以旋转图谱指定方向和距离上像素差值的四元数相位为投影轴,并以差值的四元数幅值为权重进行统计得到特征;最后,将提取的特征归一化后作为火焰图像最终的彩色纹理特征。在提取火焰图像特征后,使用K近邻(KNN)回归模型对碳含量进行预测,碳含量预测在0.01%误差范围内的准确率为83.7%,在0.02%误差范围内准确率达到88.2%。

关键词：转炉炼钢,碳含量预测,四元数图像处理,四元数方向统计量,彩色纹理特征

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61863018);云南省应用基础研究面上资助项目(202001AT070038)。