نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 بخش مهندسی معدن، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

2 دانشگاه شهید باهنر کرمان

3 بخش مهندسی برق، دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

دستیابی به توزیع ابعادی و خردایش بهینه قطعات سنگ خرد شده حاصل از انفجار، نقش مهمی در کنترل فرآیندهای استخراج و فرآوری و به‌حداقل رساندن هزینه‌های تولید دارد. به‌منظور بهینه سازی فرآیند تولید و ارزیابی سریع و قابل اعتماد نتایج حاصل از انفجار، یکی از روش‌های نوین و متداول در تعیین دانه‌بندی و توزیع خردشدگی سنگ، روش پردازش تصویری است. علی‌رغم مزایای فراوان، این روش با محدودیت‌های ذاتی و خطاهایی نیز همراه است که دقت، صحت و تکرارپذیری نتایج را تحت‌ تاثیر قرار می‌دهند. شناخت این خطاها و کاهش آنها موجب بهبود نتایج حاصل از پردازش تصاویر می‌شود. بر همین اساس، در این تحقیق ضمن معرفی انواع خطاهای روش پردازش تصویری، خطای زاویه تصویربرداری نامناسب (اعوجاج) مورد تحلیل قرار گرفته و روش‌هایی برای کاهش آن پیشنهاد شده است. نتایج حاصل از بررسی‌های انجام شده برروی تعداد 240 تصویر قطعات سنگ خرد شده حاصل از انفجار، بیان‌گر میانگین دقت 97% و انحراف معیار 4.5% در رفع خطای اعوجاج تصاویر است. همچنین هرگاه فاکتور فاصله بین 0.8 تا 1.5 باشد، نتایج به‌دست آمده قابلیت اطمینان بیش‌تری داشته و با کوچک‌‌تر شدن ابعاد ذرات، هنگامی می‌توان به نتایج بهینه دست یافت که فاکتور فاصله کاهش یابد (حدود 0.2 الی 0.4). همچنین فراوانی فاکتور فاصله در حالت توزیع لاگ‌نرمال داده‌ها، در بازه 0.5 تا 1.5 با میانگین 1.48 دارای فراوانی خطای با میانگین 3% است. مقایسه منحنی دانه‌بندی سرندی توده سنگ خرد شده، با منحنی دانه‌بندی حاصل از تصاویر گرفته شده از آن، قبل از رفع خطای اعوجاج و پس از آن، با نرم افزار Split Desktop در حالت خودکار نیز نشان داد که میانگین خطای تخمین توزیع دانه‌بندی، پس از رفع خطای اعوجاج، بسته به مقدار خطای اعوجاج، از 5 درصد الی 25 درصد کاهش یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Perspective Error in Image Processing Method for Size Distribution of Blasted Muck-pile

نویسندگان [English]

  • hadi yaghoobi 1
  • Hamid Mansouri 1
  • Mohammad Ali Ebrahimi Farsangi 2
  • Hossein Nazamabadi Pour 3

1 Department of Mining Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Iran

2 Shahid Bahonar University of Kerman

3 Department of Electrical Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Iran

چکیده [English]

Achieving the optimal size distribution and fragmentation of blasted muck-pile, has an important role on the controlling of mining processes and mineral processing as well as production costs reduction. In order to optimize the production process and to have rapid and reliable evaluation of blasting results, one of the common modern methods in size distribution of rock fragmentation is image processing method. Despite of numerous advantages of this method, the associated inherent limitations and errors affect the precision, accuracy, and reproducibility of measured results. Understanding such limitations and errors and decrease their effectiveness will improve the results of image processing. In this study, while introducing different types of image processing errors, errors of inappropriate imaging angle (perspective distortion) analyzed and reduction procedures have been suggested. The results of studies on 240 digital images of blasted fragmented rocks, show an average of 97% and standard deviation of 4.5% for elimination of perspective errors. Also, when the distance factor is 0.8 to 1. 5, the results are more reliable. Moreover, with a smaller particle size, optimal results can be achieved when the distance factor is reduced to 0.2 to 0.4. Furthermore, the frequency of distance factor in a state of lognormal distribution of data, is in the range of 0.5 to 1.5 with the average of 1.48, has the range of frequency error with an average of 3%. Also, the comparison of sieve size distribution curve of muck-piles with the size distribution curve of images taken from it, before and after perspective error elimination using auto mode of Split Desktop software, showed that after perspective error elimination, mean of size distribution error, depend on the amount of perspective distortion, were decreased 5 to 25 %.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Digital image processing
  • fragmented rock particles size distribution
  • perspective error

مراجع

   [1]      اقتصادی، محسن؛1390؛ "تخمینخطاهایپردازش تصویریبرایتعیینتوزیعابعادسنگخردشدهپسازانفجاربا استفاده از رگرسیون غیرخطی و منطق فازی"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان.

   [2]      جهانی، مصطفی؛1392؛ "پیش بینی خردایش با روش های تجربی و توسعه یک مدل مناسب برای معدن آهن شماره 1 گل گهر"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان.

   [3]      Thurley M., Andersson T.; 2008; "An industrial 3D vision system for size measurement of iron ore green pellets using morphological image segmentation", Minerals Engineering, vol 21, pp 405–415.

   [4]      Thurley, M.; 2013; "Automated image segmentation and analysis of rock piles in an open-pit mine", International Conference on Digital Image Computing: Techniques and Applications (DICTA), pp 1-8.

   [5]      Maerz, N. H., Zhou, W.; 1998; "Optical digital fragmentation measuring systems - inherent sources of error", FRAGBLAST, the International Journal for Blasting and Fragmentation, Vol 2, No 4, pp 415-431.

   [6]      Wang, D., M. Doddrell, D.; 2005; "Geometric Distortion in Structural Magnetic Resonance Imaging", Current Medical Imaging Reviews, vol 1, pp 49-60.

   [7]      گل پرداز، مریم؛ 1389؛ "پیش پردازش تصاویر متون فارسی دوربینی برای کاربردهای بازشناسی حروف"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان.

   [8]      کیومرثی، احسان؛1391؛ "رفع اعوجاج هندسی، اعوجاج و کجی تصاویر متن دوربینی فارسی"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان.

   [9]      طلوع، محمد امین؛ 1393؛ "رفع اعوجاج‌های فتومتریک و هندسی در تصاویر به کمک اطلاعات روشنایی پس زمینه و اطلاعات هندسی خطوط متن حروف"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود.

[10]      اسماعیل زاده، مجید؛ امینی، جلال؛ 1395؛ "کالیبراسیون هندسی تصاویر SAR به منظور حذف خطاهای ناشی از توپوگرافی سطح زمین"، نشریه علمی- پژوهشی علوم و فنون نقشه برداری، دوره پنجم، شماره 4.

[11]      Reis, B. F., Teixeira, J. M., Teichrieb, V., Kelner, J.; 2008; "Perspective correction implementation for embedded (marker-based) augmented reality", In Proceedings of Workshop of Virtual and Augmented Reality, Federal University of Pernambuco, Computer Center, Research Group on Virtual Reality and Multimedia.

[12]      Baumann, R., Blackwell C., Seales, W.B.; 2012; "Automatic Perspective Correction of Manuscript Images", In: Chen HH. Chowdhury G. (Eds) The Outreach of Digital Libraries: A Globalized Resource Network, ICADL, Lecture Notes in Computer Science, Springer, Berlin, Heidelberg vol 7634.

[13]      Valente, J., Soatto, S.; 2015; "Perspective Distortion Modeling, Learning and Compensation ", Conference on Computer Vision and Pattern Recognition Workshops (CVPRW), IEEE, pp 9-16.

[14]      Konov, S. G., Markov, B. N.; 2016; "Algorithm of correction of error caused by perspective distortions of measuring mark images", Mechanics & Industry, vol 17, pp 713.

[15]      Gonzalez W.; 2004; "Digital Image Processing Using MATLAB", Pearson Prentice Hall, pp 334 -426.

[16]      گنزالس، رافائل؛ 1387؛ "پردازش تصاویر دیجیتال (چاپ دوم)"، ترجمه: عین­ا... جعفرنژاد قمی، انتشارات علوم رایانه.

[17]      Maerz, N. H.; 1996b; “Image sampling techniques and requirements for automated image analysis of rock fragmentation”, Proceedings of the Fragblast 5, Workshop on Measurement of Blast Fragmentation, Montreal, Quebec, Canada, vol 23-24, pp 115-120.

[18]       Scott N.; 2007; "Edge Detection using Mathematical Morphology", Research Centre for Integrated Microsystems, University of Windsor.

[19]      Liu J.L., Feng D. Z.; 2014; "Two-dimensional multi-pixel anisotropic Gaussian filter for edge-line segment (ELS) detection”, Image and Vision Computing, vol 32, pp 37–53.

[20]      عبداللهی شریف، مرتضی؛ عبداللهی شریف، جعفر؛ علیپور، عارف؛ 1389؛ "بررسی خطای ناشی از ویژگی­های تصویر و پردازش دیجیتال در حوزة پردازش تصویری سنگ ناشی از انفجار"، اولین کنفرانس مهندسی انفجار و جایگاه آن در سازندگی کشور.

[21]      "MATLAB and Statistics Toolbox Release 2014a", the MathWorks, Inc., Natick, Massachusetts, United States.

[22]      عباسی، اسماعیل؛ 1385؛ "فرهنگ عکاسی(چاپ چهارم)"، تهران، انتشارات سروش.

[23]      Tofallis, C.; 2015;"A Better Measure of Relative Prediction Accuracy for Model Selection and Model Estimation ", Journal of the Operational Research Society, vol 66, pp 1352–1362.

[24]      "MATLAB and Statistics Toolbox Release 2014a", the MathWorks, Inc., Natick, Massachusetts, United States.