[发明专利]一种基于区域特征分析的在线间歇中空滤棒检测方法

说明书

本发明属于机器视觉检测技术领域，提供一种基于区域特征分析的在线间歇中空滤棒检测方法，包括：(1)对由在线间歇中空滤棒检测系统的成像设备获取到的滤棒图像进行颜色空间转换和多通道分析，以提高滤棒的明段和暗段的区分度；(2)采用最大类间方差法对提取出来的区分度最高的通道数据进行明段区域和暗段区域的划分；(3)划分出间歇中空滤棒明段区域和暗段区域之后，计算分段的相位和长度，使用集成学习算法确定分段相位，进而计算分段长度，由间歇中空滤棒分段相位和长度判断滤棒产品是否合格。本发明提取并分析间歇中空滤棒的图像特征并优化相应的检测算法，满足高速高质的生产要求。

技术领域

本发明属于机器视觉检测技术领域，具体涉及一种基于区域特征分析的在线间歇中空滤棒检测方法。

背景技术

香烟滤棒生产过程会产生存在缺陷的次品，通常包括分段相位、分段长度缺陷等。传统的中空滤棒次品检测采用的是人工抽样的检测方法，但此方法存在检测效果主观性较强、效率低、误检率和漏检率较高等缺点，因此无法满足当前工业生产的需求。其它常见的滤棒检测方法有传感器检测和微波检测，这两种方法基本满足工业生产需要，但仍然存在检测错误率较高的缺点，另外这两种检测方法对产品的物理特性要求较为苛刻，从而制约系统误检率进一步降低。在线视觉检测系统是对滤棒的视觉成像效果进行分析进而剔除次品的系统，通过对视觉检测硬件系统和算法的不断更新可以不断优化系统的检测效果，而且其检测稳定性和效果优于传感器方法和微波方法，因此在滤棒生产行业得到广泛的认可和应用。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足之处，提供一种基于区域特征分析的在线间歇中空滤棒检测方法，提取并分析间歇中空滤棒的图像特征并优化相应的检测算法以满足高速高质的生产要求。

本发明的目的是通过以下技术措施实现的。

一种基于区域特征分析的在线间歇中空滤棒检测方法，包括以下步骤：

(1)对由在线间歇中空滤棒检测系统的成像设备获取到的滤棒图像进行颜色空间转换和多通道分析，以提高滤棒的明段和暗段的区分度；

在线间歇中空滤棒检测主要依据滤棒分段相位和长度判断滤棒产品是否合格，因此提取的图像特征必须有利于处理和区分滤棒的不同分段，即要求滤棒的明段和暗段的区分度越高越好。提高区分度的主要方法是对滤棒图像进行颜色空间转换和多通道分析，通过大量数据对比分析以确定最有利于间歇中空滤棒分段检测的颜色空间和颜色通道。

(2)采用最大类间方差法对提取出来的区分度最高的通道数据进行明段区域和暗段区域的划分；

对于提取出来的区分度最高的通道数据进行明段区域和暗段区域的划分，这一问题是一个二分分类问题，采用合适的分类算法将明段和暗段区分开来。

(3)划分出间歇中空滤棒明段区域和暗段区域之后，计算分段的相位和长度，使用集成学习算法确定分段相位，进而计算分段长度，由间歇中空滤棒分段相位和长度判断滤棒产品是否合格。

在上述技术方案中，步骤(1)中对间歇中空滤棒图像进行颜色空间转换和多通道分析包括：

颜色空间是对颜色进行描述的数学模型。颜色空间有许多种，常用有RGB、HSV、YUV等。RGB(红绿蓝)是依据人眼识别的颜色定义出的空间，可表示大部分颜色，它是最通用的显示彩色的颜色模型。RGB颜色模型有R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)三个颜色通道，并且通过一系列的计算转换为256位灰度通道数据。HSV颜色空间都是为了更好的数字化处理颜色而提出来的。由于人眼红绿蓝三种颜色的敏感度是有区别的，因此HSV颜色空间相对RGB颜色空间更符合人眼的工作原理。HSV颜色空间中H通道是指色调，S通道是指饱和度，V通道是指亮度。YUV颜色空间的原理是把亮度与色度分离，原因是人眼对亮度的敏感超过色度，YUV中的Y通道表示明亮度即灰阶值，U通道和V通道的含义是色度，用以表示影像色彩及饱和度。