随着高炉喷煤量的不断提高,对高炉喷煤的安全性、稳定性要求不断提高。监测高炉风口各支管的喷煤状态及各支管喷煤的一致性、均匀性,对于保证高炉炉况顺行、降低冶炼成本具有重要意义。在高炉各风口安装风口摄像仪,高炉操作人员能够在主控室内直接观察高炉的炉内反应及喷煤状态。目前,高炉风口摄像仪的状态多采用人工观察判断的方式。由于高炉风口较多(如京唐5500m3高炉有42个风口),依靠人工判断常出现异常状态漏判或判断延迟的现象,而且各风口喷煤的一致性、均匀性难以通过人工准确判别。针对上述问题,本文在分析喷煤视频图像的基础上,采用数字图像处理技术,建立了喷煤图像特征与喷煤流量之间的对应关系,进而搭建了高炉各风口喷煤状态的自动监测系统。论文的主要工作如下：首先,针对喷煤图像特点,提出了图像增强与滤波相结合的图像预处理方法：针对风口摄像仪长期处于高温、灰尘大的恶劣工业环境,造成喷煤图像降质与失真,提出基于改进的自适应窗口灰度拉伸与幂次变换相结合的图像增强算法；针对图像模糊、噪声较大的问题,提出基于改进的中值滤波与数学形态学相结合的图像去噪算法。通过对工业现场图像实验表明,该喷煤图像预处理算法在保留图像边缘信息的前提下,可以增强图像对比度及去除图像噪声,为后续工作建立了基础。其次,提出了风口回旋区与喷枪模板算法：提出了基于改进的Hough圆拟合的风口精确定位方法,该算法可以对喷煤图像边缘缺失现象进行区域拟合；另外,在结合喷枪区域检测的基础上提出了喷煤图像实时背景模板建立算法,并通过背景减除方法对喷煤煤团区域进行分割与提取。通过对工业现场图像实验表明,该算法针对不同风口与喷吹状态的视频图像均可以准确的分割出煤团区域。最后,提出了各支管煤粉喷吹一致性、均匀性检测算法：为了建立分割煤团区域与支管流量之间的对应关系,在分析煤团特征的基础上,提出了基于面积统计的煤团特征提取方法；为了判断煤团空间信息,探讨了加权面积法、近似椭圆法与主轴旋转方法等三类煤团体积估算方法。通过对工业现场图像实验表明,该四种特征提取结果均可以较好地反映高炉煤粉喷吹流量变化。利用Matlab GUI图形用户界面设计平台搭建基于视频图像的高炉风口喷煤状态监测及堵塞报警系统。针对首钢京唐1#高炉及2#高炉风口摄像仪采集的视频,对支管均匀喷吹与堵塞情况下的煤团视频进行了实验。实验表明,本文提出的基于视频图像的煤团特征提取算法可以有效地监测高炉风口的喷吹状态,能够准确地判断各支管的喷煤堵塞状态,同时能够实现高炉各风口喷煤状态一致性、均匀性的监测。