Estimativa do tamanho de partículas de minério de ferro através de redes neurais convolucionais.
| Ano de defesa: | 2023 |
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Resumo: | No processamento do minério de ferro a medição e o controle granulométrico têm relevante importância na redução da variabilidade do processo produtivo e na otimização da eficiência energética. Quando aplicáveis, técnicas de visão computacional apresentam- se como uma valiosa alternativa para a estimativa granulométrica em virtude de características como ausência de interferência no processo, baixo custo e alta velocidade de resposta. Este estudo demonstra a aplicabilidade das redes neurais convolucionais profundas na estimativa do tamanho das partículas através da análise de imagens digitais. O algoritmo Mask R-CNN foi escolhido e implementado para esta tarefa em virtude de sua alta precisão na segmentação de instâncias, bem como os resultados apresentados em trabalhos similares. Os experimentos realizados demonstram a viabilidade do método, mas também ressaltam cenários onde a detecção, segmentação e classificação ainda são desafiadores na análise granulométrica por imagem. Os resultados obtidos indicam que é possível atingir precisões acima de 90% na detecção de fragmentos não sobrepostos, alcançando coeficientes de correlação de até 0,98 na estimativa da distribuição do tamanho das partículas nas amostras avaliadas. |
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Cardoso, Flavio WellbBianchi, Andrea Gomes CamposOliveira, Ricardo Augusto RabeloPessin, GustavoVeras, Rodrigo de Melo SouzaBianchi, Andrea Gomes CamposOliveira, Ricardo Augusto Rabelo2023-08-23T17:26:37Z2023-08-23T17:26:37Z2023CARDOSO, Flavio Wellb. Estimativa do tamanho de partículas de minério de ferro através de redes neurais convolucionais. 2023. 70 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Instrumentação, Controle e Automação de Processos de Mineração) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/17335No processamento do minério de ferro a medição e o controle granulométrico têm relevante importância na redução da variabilidade do processo produtivo e na otimização da eficiência energética. Quando aplicáveis, técnicas de visão computacional apresentam- se como uma valiosa alternativa para a estimativa granulométrica em virtude de características como ausência de interferência no processo, baixo custo e alta velocidade de resposta. Este estudo demonstra a aplicabilidade das redes neurais convolucionais profundas na estimativa do tamanho das partículas através da análise de imagens digitais. O algoritmo Mask R-CNN foi escolhido e implementado para esta tarefa em virtude de sua alta precisão na segmentação de instâncias, bem como os resultados apresentados em trabalhos similares. Os experimentos realizados demonstram a viabilidade do método, mas também ressaltam cenários onde a detecção, segmentação e classificação ainda são desafiadores na análise granulométrica por imagem. Os resultados obtidos indicam que é possível atingir precisões acima de 90% na detecção de fragmentos não sobrepostos, alcançando coeficientes de correlação de até 0,98 na estimativa da distribuição do tamanho das partículas nas amostras avaliadas.Particle sizing and granulometric control are vital aspects of iron ore mineral pro- cessing, as they contribute to reducing process variability and optimizing energy efficiency. In certain cases, computer vision techniques offer a valuable alternative for particle size estimation, characterized by their interference-free process, low cost, and rapid response time. This study explores the practicality of employing deep convolutional neural net- works for particle size estimation by digital image analysis. The Mask R-CNN algorithm was selected and implemented for this task due to its remarkable segmentation accu- racy and successful outcomes reported in similar research. The experiments conducted aimed to demonstrate the method’s feasibility while shedding light on challenging sce- narios encountered in particle size analysis through image-based detection, segmentation, and classification. The results showcase the ability to achieve detection accuracies ex- ceeding 90% for non-overlapping iron ore particles, with correlation coefficients reaching up to 0.98 in the estimation of particle size distribution within the evaluated samples.http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 31/07/2023 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante.info:eu-repo/semantics/openAccessMinérios de ferro - granulometriaInteligência artificial - visão por computadorRedes neurais - computaçãoEstimativa do tamanho de partículas de minério de ferro através de redes neurais convolucionais.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPORIGINALDISSERTAÇÃO_EstimativaTamanhoPartículas.pdfDISSERTAÇÃO_EstimativaTamanhoPartículas.pdfapplication/pdf26835648https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/ff100b5b-3f3c-4ccf-8fba-588ecbdde19a/download2529f5028c17c7dd102623808982fc0fMD51trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8914https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/802aafaf-48ef-4601-aa5b-79f560c0b41b/download2b2ab6ec8a6a222739b9c0e57c635c2eMD53falseAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/29e9c54b-b3f2-40e3-aa3f-a104665718ea/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54falseAnonymousREADTHUMBNAILDISSERTAÇÃO_EstimativaTamanhoPartículas.pdf.jpgDISSERTAÇÃO_EstimativaTamanhoPartículas.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3096https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/595232cf-e5e7-4e41-ab4d-018fd10c256a/downloadb8f7f0be24018bedf2731bb7bf081ffcMD55falseAnonymousREAD123456789/173352024-11-11 04:12:30.036http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/abertoopen.accessoai:repositorio.ufop.br:123456789/17335https://www.repositorio.ufop.brRepositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332024-11-11T07:12:30Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)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 |
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