[发明专利]一种图像分割及模板匹配融合的在线烟丝宽度测量方法

说明书

本发明公开了一种图像分割及模板匹配融合的在线烟丝宽度测量方法，一种图像分割及模板匹配融合的在线烟丝宽度测量方法，包括以下步骤：S1，获取图像后进行多阈值分割；S2，创建模板图像；S3，基于模块图像获取烟丝的初定位并进行模板匹配；S4，测量每个有效烟丝的宽度值并进行数据清洗。本发明通过模板图像的创建，之后基于模板图像得到烟丝的初定位并进行模板匹配，匹配成功后对有效烟丝宽度进行测量，保证了测量结果的有效性的准确性，测量效率高。

技术领域

本发明涉及烟丝检测领域，尤其是一种图像分割及模板匹配融合的在线烟丝宽度测量方法。

背景技术

烟丝是卷烟生产过程中的主要原材料，也是卷烟烟气的主要来源。烟叶经过加工后切丝宽度通常在0.7mm-1.3mm之间，其宽度对卷烟燃烧性能以及感官质量具有较大影响。目前，对烟丝宽度的测量主要还是依赖人工测量，其过程繁琐、费时，并且不同检测人员、不同检测手法对检测结果也会产生较大影响。本发明就是针对上述问题而提出的。

在中国专利文献上公开的“切丝机出口处烟丝宽度快速检测方法”，其公开号为CN104515454A，本发明提供一种切丝机出口处烟丝宽度快速检测方法，包括以下步骤：1)从切丝机出口处流出的烟丝中混有烟梗，随机抽取夹杂烟梗的烟丝若干；2)找出烟丝中的烟梗；3)对烟梗的宽度进行测量，并记录下所测量的烟梗宽度值；4)对测量到的烟梗宽度值，计算平均值，该平均值就是抽取的该批烟丝的宽度。但是这种检测方法需要大量人工抽取检测。

发明内容

本发明解决了现有技术中人工测量烟丝宽度测量效率低的问题，提出一种图像分割及模板匹配融合的在线烟丝宽度测量方法，通过模板图像的创建，之后基于模板图像得到烟丝的初定位并进行模板匹配，匹配成功后对有效烟丝宽度进行测量，保证了测量结果的有效性的准确性，测量效率高。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种图像分割及模板匹配融合的在线烟丝宽度测量方法，包括以下步骤：

S1，获取图像后进行多阈值分割；

S2，创建模板图像；

S3，基于模块图像获取烟丝的初定位并进行模板匹配；

S4，测量每个有效烟丝的宽度值并进行数据清洗。本发明中，基于阈值分割算法，得到图像之后依据区域宽度、高度、面积以及矩形度筛选，得到筛选后的区域，之后创建形状匹配模块，并保存模板，基于形状的模板匹配算法，得到烟丝过原点的匹配的初定位，又经过平移等处理变换后得到烟丝的初定位，进行模板匹配后，测量烟丝宽度值，对宽度值去除异常值，就能得到最终结果，整个过程测量准确性高。

作为优选，所述步骤S1具体为获取烟丝灰度图后，使用多阈值分割法，根据区域宽度、区域高度、面积、矩形度来进行分割，提取区域图像。本发明中，阈值分割法是一种基于区域的图像分割技术。

作为优选，所述步骤S2具体为选取若干个矩形度较高的烟丝进行测量计算出宽度并取平均值，根据平均值创建模板图像。本发明中，创建好的模板会自动保存至本地。

作为优选，所述步骤S3包括以下步骤：

S31，使用模板图像来创建形状匹配模型，基于形状模板匹配的算法，得到烟丝过原点匹配的初定位；

S32，根据仿射变换矩阵，对烟丝过原点坐标的初定位进行平移、旋转、缩放处理，得到烟丝的初定位；

S33，获取原始图像，对原始图像中的所有能识别到的烟丝进行模板匹配，匹配成功后的烟丝作为有效烟丝。本发明中，形状模板匹配算法是一个制作模板过程和模板在目标图像上的匹配过程，在匹配过程中，能自动识别有效烟丝并自动匹配不同宽度的烟丝，保证了测量结果的有效性和准确性。

作为优选，所述仿射变换矩阵包括平移变换矩阵、缩放变换矩阵以及旋转变换矩阵，经过平移、缩放和旋转后的变换矩阵为：