煤矸石是采煤過程中排放的固體廢物，是一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石。在煤礦生產過程中，矸石分選是必要環節。目前，煤與矸石的分選主要采用人工或機械分選。但人工分選有勞動強度大、效率低和影響工人健康等缺點；機械分選有嚴重污染環境、設備昂貴和精煤無法全部分選等缺點［1］。因此，需要一種先進技術分選煤塊與矸石。數字圖像處理技術是近年來發展起來的一種新型技術。本文采用高性能的數字信號處理器（DSP）作為系統的核心處理器來提高運算速度，研究利用數字圖像處理技術，對攝像機拍攝到的煤塊和矸石圖像進行實時處理，再根據模式識別技術，區分煤塊和矸石的圖像，實現了煤塊與矸石的實時自動分選。該技術降低了工人的勞動強度，減輕環境污染，提高了煤礦生產效率和選矸環節的智能化水平。
　　1 系統原理
　　煤塊與矸石具有不同的灰度與紋理。煤塊的顏色較黑，灰度級較低；矸石的顏色較淡，灰度級較高。根據煤塊與矸石的灰度分布不同，探討二者的分選問題。文獻［2］中的直方圖表示圖像中具有某種灰度級的像素的個數，反映圖像中每種灰度出現的概率，體現圖像的灰度范圍、灰度級的大致分布等情況［2］。因此，直方圖能反映出煤塊和矸石的灰度概率分布差異，即它們的灰度概率分布的均值和方差有差異。在計算機中，先保存標準樣品煤塊圖像和樣品矸石圖像的灰度概率分布的均值和方差，在識別時，將實際圖像的灰度概率分布的均值和方差與樣本相比，進而判斷出圖像是煤塊圖像或矸石圖像。圖像處理過程如圖1所示。
　　
　　1.1 圖像預處理
　　由于煤塊與矸石自動分選系統工作環境的煤粉塵較大，所以光線較弱，采集的圖像清晰度較低，邊緣突出性較差。必須對采集到的圖像進行預處理，調整原始圖像的亮度和對比度，去掉系統在圖像采集時產生的脈沖噪聲和點狀噪聲，使原始圖像清晰、邊緣特征明顯，易于識別。中值濾波原理［2，3］是用一個含有奇數個像素的滑動窗口，將窗口正中點的灰度值用窗口內各點的中值代替。用窗口在圖像f（s，t）上掃描，則中值濾波器的輸出gmedian（x，y）為：
　　
　　中值濾波具有很強的消除孤立噪聲像素的能力，它不是簡單的取均值，所以產生的模糊較少。即在保持圖像細節的同時，能去除噪聲。因此系統采用中值濾波。