[发明专利]一种基于片烟形态特征对烟丝结构影响的预测方法

说明书

本发明公开一种基于片烟形态特征对烟丝结构影响的预测方法，经片烟样本的面积描述参数计算、形态描述参数计算，片烟大小及形状分布对烟丝结构影响的结构方程模型建立，再将所得片烟样本的面积描述参数以及所得片烟样本的形态描述参数作为隐变量，所得大片率、中片率、小片率和碎片率以及四个片型的欧氏距离作为显变量，导入步骤三建立的结构方程模型中，把回归权值和方差数据代入矩阵方程，所得矩阵方程即能描述片烟面积大小及形状分布和烟丝结构之间的多元线性关系。本发明测量精度能达到10%的范围之内，能够精确地描述片烟和烟丝结构之间的规律，实现了片烟和烟丝结构之间的关系可控，对于卷烟制丝工艺和复烤工艺有较好的指导意义。

技术领域

本发明属于烟草结构领域和图像检测分类领域，具体涉及一种基于片烟形态特征对烟丝结构影响的预测方法。

背景技术

近年来烟草加工工艺得到了较快发展，加工技术水平不断提高，但基础研究仍较为薄弱。在打叶复烤(烟叶→叶片)和制丝(叶片→烟丝)环节，烟丝结构越来越受到关注。

在卷烟工业中，研究打叶复烤线上的片烟形态和制丝线上烟丝结构的关系是很有实际意义的。因为烟丝结构是决定烟支卷制质量的重要因素，烟丝结构均匀性与片烟的尺寸分布和成丝过程密切相关，因为只有在掌控两者之间的关系规律才可以根据复烤线上的烟叶形态分析预测出切丝后的烟丝结构；相反地，可以根据预期的烟丝结构参数，利用所掌握的规律来配比打叶复烤线上的片烟形态特征参数，从而达到片烟形态和烟丝结构之间的生产关系可控，从而提高烟支卷制质量。

如何通过片烟形态来预测烟丝结构，目前尚无研究成果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于片烟形态特征对烟丝结构影响的预测方法，用片烟面积、片烟特征尺寸和均匀系数、矩形度、细长度、紧致度来描述片烟的形状特征，用片烟形状特征参数三维空间的聚类中心到标准形状聚类中心的欧氏距离描述片烟的形态特征；通过片烟的形态特征参数作为观测量，同时采用特征尺寸和均匀系数作为烟丝结构的观测量，建立片烟与烟丝结构方程模型，在AMOS软件进行结构模型分析，对烟丝结构参数进行预测，即通过片烟形态特征参数预测烟丝结构的特征尺寸和均匀系数。

本发明是这样实现的：一种基于片烟形态特征对烟丝结构影响的预测方法，经过下列步骤：

步骤一、单片片烟形态描述参数的采集及片烟样本的面积描述参数计算：

首先采集片烟样本中各离散片烟的原始图像，运用常规图像处理技术，获得片烟形态描述参数，其中片烟形态描述参数包括面积、周长、矩形度、细长度、紧致度；再计算该片烟样本的大片率、中片率、小片率、碎片率，以大片率、中片率、小片率、碎片率作为片烟样本的面积描述参数；

所述面积(A)是叶片结构分布的表征方法，是自然放置状态下片烟的水平投影面积，叶片的面积分布用累积分布函数来描述；

所述周长(C)是叶片的外围轮廓的长度累积；

所述矩形度(C_r)的计算公式如下：

式中，F_k为区域面积和外接矩形面积之比，k为矩形具体方向，矩形方向离散步幅旋转，矩形度为F_k的最大比值，设定的值域为(0,1]；

所述细长度(C_e)的计算公式如下：

Ce＝W/L

式中，L为片烟区域外接矩形长，W为片烟区域外接矩形宽，L≥W，细长度为片烟区域外接矩形宽W与长L的比值，设定的值域为(0,1]；

所述紧致度(C_c)的计算公式如下：

C_c＝4πA/C²