[发明专利]基于计算机视觉的烟丝中再造烟叶比例测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟丝中再造烟叶比例测定方法，尤其涉及一种基于计算机视觉的烟丝中再造烟叶比例测定方法。

背景技术

卷烟配方设计是卷烟企业产品设计的基础和核心，烟支中叶丝、膨胀叶丝、梗丝、再造烟叶等组分的准确掺配对卷烟物理指标、烟气特性及感官质量存在不同程度的影响。因此，快速准确地测定出烟支中叶丝、膨胀叶丝、梗丝、再造烟叶等组分在烟丝中的比例，对考查配方设计目标准确性、稳定烟丝混合工艺质量及同质化生产具有重要意义。

由于检测对象的特征复杂并且涉及相关技术瓶颈，因此烟丝组成成分的测定仍然依靠手工分选和人为判读。目前，通常使用的再造烟叶比例测定方法是将烟支中的再造烟叶通过人工识别方法挑选出来，称量后计算出比例。现有的检测方法操作步骤复杂，检测效率低，随着工作量的增加将会产生较大误差，不适用于大量检测，测量效率和精度已经很难适应现代化的检测需求和高质量卷烟生产的要求，并且不同人员的检测结果之间也存在较大误差。

由于加工方法和原料本身特性的差异，烟丝的不同组分间存在纹理、颜色、形态、边缘平滑程度的差异，这些差异的存在为计算机视觉手段识别各组分提供了特征参数。再造烟叶在纹理、颜色、形态、边缘平滑程度等方面均与其他组分有明显的区别，可以通过计算机视觉技术与其他组分进行区分。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于计算机视觉的烟丝中再造烟叶比例测定方法，能够通过计算机对单一组分再造烟叶的图像进行采集处理，获取再造烟叶的特征数据量并建立特征数据库，通过特征数据库分析识别多组分烟丝中的再造烟叶，最终实现烟丝中再造烟叶组分的快速、准确、自动化测定，提高测定效率与准确性，降低工作人员劳动强度。

本发明采用下述技术方案：

一种基于计算机视觉的烟丝中再造烟叶比例测定方法，包括以下步骤：

A：将多根再造烟叶平整无重叠的摆放，然后利用图像采集系统分别采集各个再造烟叶图像；

B：利用图像处理分析系统对获取的多张再造烟叶图像进行预处理，去除每张再造烟叶图像中的干扰和噪声；

C：利用图像处理分析系统分别获取多张再造烟叶图像中再造烟叶的图像特征，然后根据再造烟叶的图像特征计算再造烟叶的特征数据量；

D：利用图像处理分析系统根据多张再造烟叶图像中的再造烟叶的特征数据量建立特征数据库；

E：将待测烟丝通过铺展分离系统平整无重叠的摆放，利用图像采集系统采集待测烟丝各组分图像；

F：利用图像处理分析系统对获取的待测烟丝各组分图像进行预处理，去除待测烟丝各组分图像中的干扰和噪声；

G：图像处理分析系统计算待测烟丝各组分图像中待测烟丝特征数据量，并与步骤D中所建立的特征数据库中的再造烟叶的特征数据量进行相关度计算，根据相关度计算结果对混合在烟丝中的再造烟叶组分进行分析识别；

H：图像处理分析系统将分析识别结果发送至分拣系统，由分拣系统分拣出待测烟丝中的再造烟叶；

I：分别称量由分拣系统分拣出的再造烟叶质量和剩余组分质量，并计算待测烟丝中再造烟叶组分的比例。

所述的步骤B中，图像处理分析系统采用5×5像素的扫描窗口对获取的再造烟叶图像按照自上到下、自左到右的顺序进行扫描，计算出扫描窗口内再造烟叶图像均值及方差Var，若方差Var大于设定阈值T_D，则对该点采用快速中值滤波方法进行平滑处理，除去再造烟叶图像中的干扰和噪声。