RU2515009C1 - Method of determining coefficient of heterogeneity of mixture of hard-to-separate granular materials - Google Patents
Method of determining coefficient of heterogeneity of mixture of hard-to-separate granular materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2515009C1 RU2515009C1 RU2012155904/05A RU2012155904A RU2515009C1 RU 2515009 C1 RU2515009 C1 RU 2515009C1 RU 2012155904/05 A RU2012155904/05 A RU 2012155904/05A RU 2012155904 A RU2012155904 A RU 2012155904A RU 2515009 C1 RU2515009 C1 RU 2515009C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- samples
- pixels
- heterogeneity
- components
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях.The present invention is intended for use in the chemical industry, agriculture, the production of building materials and other industries.
Известен способ определения коэффициента неоднородности смеси, включающий определение числа проб, минимально допустимого веса пробы, отбор проб смеси, нахождение концентрации ключевого компонента в пробе, вычисление коэффициента неоднородности смеси. При нахождении концентрации ключевого компонента содержимое пробы вначале распределяют равномерным слоем на гладкой поверхности, фотографируют или сканируют, проводят компьютерную обработку изображения, представляют его в виде массива чисел, каждый элемент которого выражен пикселем, значение которого соответствует цвету компонента. Далее выбирают диапазон значений пикселей и присваивают все пиксели, находящиеся в этом диапазоне, ключевому компоненту, а другому - все остальные пиксели; производят подсчет пикселей, соответствующих каждому компоненту, и определяют концентрацию ключевого компонента [пат. 2371698 Российская Федерация, МПК G01N 1/28. Способ определения коэффициента неоднородности смеси сыпучих материалов / А.И. Зайцев, А.Е. Лебедев, А.Б. Капранова, А.А. Павлов, А.В. Сугак - опубл. 27.10.09, бюл. №30].A known method for determining the coefficient of heterogeneity of a mixture, including determining the number of samples, the minimum allowable weight of the sample, sampling the mixture, finding the concentration of the key component in the sample, calculating the coefficient of heterogeneity of the mixture. When finding the concentration of the key component, the contents of the sample are first distributed uniformly on a smooth surface, photographed or scanned, computer-assisted image processing is performed, presented as an array of numbers, each element of which is expressed by a pixel whose value corresponds to the color of the component. Next, select a range of pixel values and assign all the pixels in this range to the key component, and to the other - all other pixels; calculate the pixels corresponding to each component, and determine the concentration of the key component [US Pat. 2371698 Russian Federation, IPC G01N 1/28. The method for determining the coefficient of heterogeneity of a mixture of bulk materials / A.I. Zaitsev, A.E. Lebedev, A.B. Kapranova, A.A. Pavlov, A.V. Sugak - publ. 10/27/09, bull. No. 30].
К недостаткам данного способа можно отнести сложность определения коэффициента неоднородности смесей, компоненты которых близки по цвету. Это объясняется тем, что при выборе диапазонов значений пикселей, относящихся к ключевому и транспортирующему компоненту, в случае близких по цвету компонентов наблюдается перекрытие этих диапазонов (один и тот же оттенок может относиться к обоим материалам).The disadvantages of this method include the difficulty of determining the coefficient of heterogeneity of mixtures, the components of which are similar in color. This is because when choosing ranges of pixel values related to the key and transporting component, in the case of components that are close in color, these ranges overlap (the same shade can apply to both materials).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ определения коэффициента неоднородности смеси, включающий подсчет числа проб, минимально допустимого веса пробы, отбор проб смеси и ее компонентов, распределение проб равномерным слоем на гладкой поверхности и фотографирование. Далее производят попиксельный анализ изображений смешиваемых компонентов с получением гистограмм распределения пикселей изображения по оттенкам серого в отношении к их общему количеству и их аппроксимацию степенным многочленом. Затем анализируют изображения проб и определяют принадлежность пикселей смеси к одному из материалов, вводя понятие «порогового» оттенка. В общем случае, «пороговый» оттенок находят как абсциссу точки пересечения аппроксимирующих полиномов, полученных при анализе изображений компонентов смеси, расположенную между абсциссами их глобальных максимумов. Для случаев когда смешиваемые компоненты имеют резко отличающиеся цвета или близки по цвету в оттенках серого, за «пороговый» оттенок принимают значение оттенка серого, соответствующее середине отрезка между абсциссами глобальных максимумов аппроксимирующих полиномов. Затем определяют значения концентраций ключевого компонента о пробах смеси, как отношения количества пикселей, ему соответствующих, к общему количеству пикселей изображения пробы и производят расчет коэффициента неоднородности смеси [Петров А.А. Экспресс-метод оценки однородности смесей сыпучих материалов / А.А. Петров, А.Е. Лебедев, А.И. Зайцев, А.Б. Капранова // Изв. ВУЗов. Химия и химическая технология. - Иваново, 2012. - Т.55, вып.8. - С.88-90].Closest to the proposed invention is a method for determining the coefficient of heterogeneity of a mixture, including counting the number of samples, the minimum allowable weight of the sample, sampling the mixture and its components, distributing the samples in an even layer on a smooth surface and photographing. Next, a pixel-by-pixel image analysis of the mixed components is performed to obtain histograms of the distribution of image pixels by shades of gray in relation to their total number and their approximation by a power polynomial. Then analyze the images of the samples and determine the belonging of the pixels of the mixture to one of the materials, introducing the concept of “threshold” shade. In the general case, the “threshold” hue is found as the abscissa of the intersection point of the approximating polynomials obtained by analyzing images of the components of the mixture, located between the abscissas of their global maxima. For cases when the mixed components have sharply different colors or are close in color to shades of gray, the “shade” value is taken to be the shade of gray corresponding to the middle of the interval between the abscissas of the global maxima of the approximating polynomials. Then determine the values of the concentrations of the key component about the samples of the mixture, as the ratio of the number of pixels corresponding to it, to the total number of pixels of the image of the sample and calculate the coefficient of heterogeneity of the mixture [Petrov A.A. Express-method for assessing the uniformity of mixtures of bulk materials / A.A. Petrov, A.E. Lebedev, A.I. Zaitsev, A.B. Kapranova // Izv. Universities. Chemistry and chemical technology. - Ivanovo, 2012 .-- V. 55, issue 8. - S.88-90].
Недостатками данного способа являются его сложность, разветвленность алгоритма, вызванная выбором метода определения порогового оттенка, а также точность. Погрешности определения коэффициента неоднородности вызваны тем, что при вычислении порогового оттенка производится аппроксимация гистограмм распределения пикселей смешиваемых материалов полиномами, основными параметрами аппроксимирующих полиномов являются их глобальные максимумы и точки пересечения, которые не полностью характеризуют распределение пикселей по оттенкам серого.The disadvantages of this method are its complexity, branching of the algorithm, caused by the choice of the method for determining the threshold hue, as well as accuracy. The errors in determining the inhomogeneity coefficient are caused by the fact that, when calculating the threshold hue, the histograms of the distribution of pixels of mixed materials are approximated by polynomials, the main parameters of approximating polynomials are their global maxima and intersection points, which do not fully characterize the distribution of pixels by shades of gray.
Задача предлагаемого изобретения - создание простого и достаточно точного способа определения коэффициента неоднородности смеси для трудноразделимых компонентов с минимальными затратами времени (экспресс-метода).The objective of the invention is the creation of a simple and sufficiently accurate method for determining the coefficient of heterogeneity of the mixture for difficult to separate components with minimal time (express method).
Поставленная задача достигается тем, что по способу определения коэффициента неоднородности смеси трудноразделимых сыпучих материалов, включающему подсчет числа проб, минимально допустимого веса пробы, отбор проб смеси и ее компонентов, распределение проб равномерным слоем на гладкой поверхности и фотографирование, проведение попиксельного анализа изображений смешиваемых компонентов с получением гистограмм распределения пикселей изображения по оттенкам серого в отношении к их общему количеству, определение порогового оттенка, определение значения концентраций ключевого компонента в пробах смеси как отношения количества пикселей, ему соответствующих, к общему количеству пикселей изображения пробы и расчет коэффициента неоднородности смеси, при вычислении значения порогового оттенка находят координаты центров тяжести площадей гистограмм распределения пикселей компонентов смеси и присваивают пороговому оттенку значение, соответствующее абсциссе середины отрезка между центрами тяжестей площадей гистограмм.The problem is achieved in that by the method of determining the heterogeneity coefficient of a mixture of difficult to separate bulk materials, including counting the number of samples, the minimum allowable weight of the sample, taking samples of the mixture and its components, distributing the samples with an even layer on a smooth surface and photographing, performing pixel-by-pixel analysis of images of the mixed components with obtaining histograms of the distribution of image pixels by shades of gray in relation to their total number, determination of the threshold hue, op the concentration of the key component in the samples is adjusted as the ratio of the number of pixels corresponding to the total number of pixels in the image of the sample and the calculation of the coefficient of heterogeneity of the mixture, when calculating the value of the threshold hue, the coordinates of the centers of gravity of the areas of the histograms of pixel distribution of the mixture components are assigned and the value corresponding to the threshold hue the abscissa of the middle of the segment between the centers of gravity of the histogram areas.
Способ определения коэффициента неоднородности смеси трудноразделимых сыпучих материалов заключается в следующем.The method for determining the coefficient of heterogeneity of a mixture of difficultly separable bulk materials is as follows.
Перед смешением производят отбор проб компонентов смеси и распределяют их равномерным слоем на гладкой поверхности. Затем осуществляют фотографирование подготовленных проб и производят компьютерную обработку. Представляют изображения в виде массива чисел, каждый элемент которого выражен пикселем, значение которого соответствует оттенку серого. Строят гистограммы распределения пикселей компонентов смеси по оттенкам серого.Before mixing, samples are taken of the components of the mixture and distribute them in a uniform layer on a smooth surface. Then, photographing the prepared samples is carried out and computer processing is performed. Images are represented as an array of numbers, each element of which is expressed by a pixel whose value corresponds to a shade of gray. Build histograms of the distribution of pixels of the components of the mixture in shades of gray.
Затем вычисляют координаты центров тяжести площадей гистограмм. При этом осью абсцисс является шкала, соответствующая оттенку серого от 0 до 255, а осью ординат - количество пикселей в пробе.Then, the coordinates of the centers of gravity of the histogram areas are calculated. In this case, the abscissa axis is the scale corresponding to the shade of gray from 0 to 255, and the ordinate axis is the number of pixels in the sample.
Далее находят значение порогового оттенка. Определяют координаты центров тяжести площадей под гистограммами распределения компонентов смеси. Затем рассчитывают абсциссу точки как середину отрезка между центрами тяжестей площадей гистограмм. Присваивают пороговому оттенку абсциссу этой точки (Рис.1).Next, find the value of the threshold hue. The coordinates of the centers of gravity of the areas under the histograms of the distribution of the components of the mixture are determined. Then the abscissa of the point is calculated as the middle of the segment between the centers of gravity of the histogram areas. Assign the abscissa of this point to the threshold hue (Fig. 1).
Такой метод определения порогового оттенка позволяет обрабатывать практически любые изображения проб смесей, в том числе близких по цвету компонентов.This method of determining the threshold hue allows you to process almost any image of samples of mixtures, including components that are similar in color.
После вычисления порогового оттенка переходят к обработке проб смеси. По окончании процесса смешения по известной методике производится расчет числа проб, а также минимально допустимого веса пробы и отбор проб из смеси с помощью пробозаборников.After calculating the threshold hue, they proceed to processing sample samples. At the end of the mixing process by a known method, the number of samples is calculated, as well as the minimum allowable weight of the sample and sampling from the mixture using samplers.
Далее определяется концентрация ключевого компонента в пробе. Содержимое пробы распределяют на гладкой поверхности, равномерным слоем, затем фотографируют, сканируют или применяют другие способы получения изображения.Next, the concentration of the key component in the sample is determined. The contents of the sample are distributed on a smooth surface, in a uniform layer, then they are photographed, scanned or other methods of image acquisition are applied.
После этого производится компьютерная обработка полученного изображения смеси. Вычисленное значение порогового оттенка разбивает диапазон значений пикселей на два участка. Присваивают все пиксели, находящиеся в одном участке, к ключевому компоненту, а транспортирующему - все остальные пиксели.After this, computer processing of the resulting image of the mixture is performed. The calculated threshold hue value splits the range of pixel values into two sections. Assign all pixels located in one area to the key component, and to the transporting one all other pixels.
Определяют значения концентраций ключевого компонента в пробах смеси как отношения количества пикселей, ему соответствующих, к общему количеству пикселей изображения пробы смеси и проводят расчет коэффициента неоднородности смеси по известной зависимости.The concentrations of the key component in the samples of the mixture are determined as the ratio of the number of pixels corresponding to it to the total number of pixels in the image of the mixture sample, and the coefficient of heterogeneity of the mixture is calculated from the known dependence.
Благодаря тому что при расчете порогового оттенка в качестве основной характеристики гистограмм распределения выбраны координаты их центров тяжести, практически полностью характеризующие распределение пикселей, повышается точность вычислений.Due to the fact that when calculating the threshold hue, the coordinates of their centers of gravity, which almost completely characterize the distribution of pixels, are selected as the main characteristic of the distribution histograms, the accuracy of the calculations increases.
Предлагаемый способ определения коэффициента неоднородности смеси трудноразделимых сыпучих материалов имеет простой линейный алгоритм, и его можно считать экспресс-методом.The proposed method for determining the coefficient of heterogeneity of a mixture of difficult to separate bulk materials has a simple linear algorithm, and it can be considered an express method.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012155904/05A RU2515009C1 (en) | 2012-12-21 | 2012-12-21 | Method of determining coefficient of heterogeneity of mixture of hard-to-separate granular materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012155904/05A RU2515009C1 (en) | 2012-12-21 | 2012-12-21 | Method of determining coefficient of heterogeneity of mixture of hard-to-separate granular materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2515009C1 true RU2515009C1 (en) | 2014-05-10 |
Family
ID=50629618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012155904/05A RU2515009C1 (en) | 2012-12-21 | 2012-12-21 | Method of determining coefficient of heterogeneity of mixture of hard-to-separate granular materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2515009C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2607400C2 (en) * | 2015-01-19 | 2017-01-10 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | Method of determining coefficient of heterogeneity of mixture of loose materials |
| RU2620387C1 (en) * | 2016-03-21 | 2017-05-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ЯГТУ") | Method of determining coefficient of hard-to-separate bulk materials heterogeneous mixture |
| CN113144999A (en) * | 2021-04-15 | 2021-07-23 | 中联重科股份有限公司 | Method and system for detecting stirring uniformity of viscous substance and stirring control method |
| RU2801056C1 (en) * | 2022-11-02 | 2023-08-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Method for determining the coefficient of heterogeneity of a mixture of hard-to-separate bulk materials |
| CN116948386A (en) * | 2023-06-08 | 2023-10-27 | 江苏通上新材料科技有限公司 | Flame-retardant composite cable material and preparation method and application thereof |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4802090A (en) * | 1987-06-24 | 1989-01-31 | General Electric Company | Histogramming of pixel values on a distributed processing system |
| SU1562016A1 (en) * | 1988-04-04 | 1990-05-07 | Научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСФСР | Method of monitoring the quality of mixing of loose materials |
| SU1755905A1 (en) * | 1990-04-26 | 1992-08-23 | Тамбовский институт химического машиностроения | Method to control the process of mixing loose materials |
| RU2130186C1 (en) * | 1997-03-27 | 1999-05-10 | Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" | Method for determining cataract extraction termin in the matched eye in cases of bilateral cataract |
| RU2343457C1 (en) * | 2007-04-20 | 2009-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ") | Method of bulk solids mixture evaluation |
| RU2371698C1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Method of detecting coefficient of irregularity of mixture of granular materials |
| WO2012165991A1 (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | Schlumberger Holdings Limited | Method for determination of spatial distribution and concentration of contrast components in a porous and/or heterogeneous sample |
-
2012
- 2012-12-21 RU RU2012155904/05A patent/RU2515009C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4802090A (en) * | 1987-06-24 | 1989-01-31 | General Electric Company | Histogramming of pixel values on a distributed processing system |
| SU1562016A1 (en) * | 1988-04-04 | 1990-05-07 | Научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСФСР | Method of monitoring the quality of mixing of loose materials |
| SU1755905A1 (en) * | 1990-04-26 | 1992-08-23 | Тамбовский институт химического машиностроения | Method to control the process of mixing loose materials |
| RU2130186C1 (en) * | 1997-03-27 | 1999-05-10 | Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" | Method for determining cataract extraction termin in the matched eye in cases of bilateral cataract |
| RU2343457C1 (en) * | 2007-04-20 | 2009-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ") | Method of bulk solids mixture evaluation |
| RU2371698C1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Method of detecting coefficient of irregularity of mixture of granular materials |
| WO2012165991A1 (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | Schlumberger Holdings Limited | Method for determination of spatial distribution and concentration of contrast components in a porous and/or heterogeneous sample |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2607400C2 (en) * | 2015-01-19 | 2017-01-10 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | Method of determining coefficient of heterogeneity of mixture of loose materials |
| RU2620387C1 (en) * | 2016-03-21 | 2017-05-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ЯГТУ") | Method of determining coefficient of hard-to-separate bulk materials heterogeneous mixture |
| CN113144999A (en) * | 2021-04-15 | 2021-07-23 | 中联重科股份有限公司 | Method and system for detecting stirring uniformity of viscous substance and stirring control method |
| RU2801056C1 (en) * | 2022-11-02 | 2023-08-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Method for determining the coefficient of heterogeneity of a mixture of hard-to-separate bulk materials |
| CN116948386A (en) * | 2023-06-08 | 2023-10-27 | 江苏通上新材料科技有限公司 | Flame-retardant composite cable material and preparation method and application thereof |
| CN116948386B (en) * | 2023-06-08 | 2023-12-22 | 江苏通上新材料科技有限公司 | Flame-retardant composite cable material and preparation method and application thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10950008B2 (en) | Pigment identification of complex coating mixtures with sparkle color | |
| Taghizadeh et al. | Comparison of hyperspectral imaging with conventional RGB imaging for quality evaluation of Agaricus bisporus mushrooms | |
| Kucheryavskiy et al. | Determination of fat and total protein content in milk using conventional digital imaging | |
| RU2515009C1 (en) | Method of determining coefficient of heterogeneity of mixture of hard-to-separate granular materials | |
| CN103063576A (en) | Method for quantitatively analyzing inclusions in steel under laser microscope | |
| Galyanin et al. | Selecting optimal wavelength intervals for an optical sensor: A case study of milk fat and total protein analysis in the region 400–1100 nm | |
| Domínguez et al. | Geographical origin classification of Argentinean honeys using a digital image-based flow-batch system | |
| CN102636488A (en) | Quantitative measurement method for sorbite content in high-carbon steel rod | |
| WO2020092218A8 (en) | Distance field color palette | |
| Xiao et al. | An improved method of detecting pork freshness based on computer vision in on-line system | |
| CN111896497B (en) | Spectral data correction method based on predicted value | |
| CN103308173A (en) | Color difference measuring method and device | |
| CN102901729B (en) | Method for quantitative analysis of wire rod sorbite content by using imager standard sample method | |
| RU2620387C1 (en) | Method of determining coefficient of hard-to-separate bulk materials heterogeneous mixture | |
| RU2801056C1 (en) | Method for determining the coefficient of heterogeneity of a mixture of hard-to-separate bulk materials | |
| Wang et al. | A nondestructive detection method for mixed veterinary drugs in pork using line-scan Raman chemical imaging technology | |
| RU2495398C1 (en) | Method for determining quality of mixture of components differing as to colour | |
| Aimrun et al. | Development of on-the-go soil organic matter sensor | |
| RU2487340C1 (en) | Method to detect quality of mixing of loose materials | |
| Matuszek et al. | Fluorescence optical analysis method for assessing homogeneity of granular mixtures | |
| CN108387539A (en) | Oilfield drilling waste disposes early warning equipment | |
| ElMasry et al. | Hyperspectral imaging—A new era of applications in non-destructive sensing of meat quality | |
| Liu et al. | Non-destructive detection of the pH value of cold fresh pork using hyperspectral imaging technique | |
| Baek et al. | Color calibration of moist soil images captured under irregular lighting conditions | |
| Krasteva | SELECTING THE OPTIMAL PROGRAM FOR STRUCTURAL ANALYSIS OF MEAT AND MEAT PRODUCTS. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151222 |