一种基于机器视觉技术的香烟滤棒内置物检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及香烟检测方法领域，具体是一种基于机器视觉技术的香烟滤棒内置物检测方法。
【背景技术】
[0002]滤棒是生产香烟滤嘴的主要原料，它在卷烟过程中经过切割等工序能制作成香烟的滤嘴。为了提高吸烟的安全性尤其是选择性去除烟气中的有害成分，目前国内很多卷烟厂都在香烟滤嘴中加入了一些特殊内置物，比如有特殊吸附效果的活性炭以及对人体某些器官有调理作用的泌润球等，用此来达到“减害降焦”的目的。
[0003]在这种加入内置物的滤棒生产过程中，可能出现内置物缺失、内置物在滤棒内偏离预定位置较大等缺陷，为保证滤棒及香烟的质量，需要对滤棒进行质量检测；目前对该类特殊的香烟滤棒还没有一种完善的检测方法，因此急需一种检测方法，准确检测出合格的香烟滤棒。
[0004]
【发明内容】
本发明的目的是提供一种基于机器视觉技术的香烟滤棒内置物检测方法，以解决现有技术香烟滤棒检测存在缺陷的问题。
[0005]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为:
一种基于机器视觉技术的香烟滤棒内置物检测方法，其特征在于:采用背景光照射方式，将LED条形光源、待检测滤棒和工业相机安装于同一水平线，其中滤棒置于一个带有槽的不透光挡板的槽中，LED条形光源与工业相机分别置于挡板前、后侧；当LED条形光源从挡板前侧照射时保证光线只从滤棒内穿过，工业相机在挡板的后侧采集滤棒图像并传送至计算机；计算机对滤棒图像进行灰度化、感兴趣区域定位、投影变换处理，最后根据投影曲线波形情况判断待检测滤棒是否存在缺陷。
[0006]本发明的有益效果是:
本发明创新的利用物体透光率不同的特点，采用背光照明、投影变换等方法来检测含泌润球的香烟滤棒。由于不同物体透光率不同，背景光照明方式能使滤棒在泌润球缺失、偏移时与正常滤棒产生明显差异，利用垂直投影变换等处理将这种差异转变为直观的图像表达和量化的数据表达，便于香烟滤棒的检测，从而保证了滤棒及香烟质量。本发明方法是一种新型的香烟滤棒内置物检测方式，同时也可以推广到类似的内置物检测中，具有广泛的应用空间。
【附图说明】
[0007]图1为普通光照下采集的内含4个泌润球的香烟滤棒图像。
[0008]图2为光源、滤棒和工业相机安装示意图。
[0009]图3为工业相机采集到的完好滤棒图像。
[0010]图4为滤棒图像的水平投影曲线图。
[0011]图5为滤棒图像的感兴趣区域。
[0012]图6为对感兴趣区域进行垂直投影变换等处理得到的投影曲线。
[0013]图7为滤棒内的泌润球在投影曲线中的定位效果图。
[0014]图8为滤棒内某个球缺失情况下的投影曲线以及定位效果图。
[0015]图9为滤棒内某个球偏移较大情况下的投影曲线与定位效果图。
【具体实施方式】
[0016]一种基于机器视觉技术的香烟滤棒内置物检测方法，采用背景光照射方式，将LED条形光源、待检测滤棒和工业相机安装于同一水平线，其中滤棒置于一个带有槽的不透光挡板的槽中，LED条形光源与工业相机分别置于挡板前、后侧；当LED条形光源从挡板前侧照射时保证光线只从滤棒内穿过，工业相机在挡板的后侧采集滤棒图像并传送至计算机；计算机对滤棒图像进行灰度化、感兴趣区域定位、投影变换处理，最后根据投影曲线波形情况判断待检测滤棒是否存在缺陷。
[0017]在普通白光正面照射下，工业相机采集到的香烟滤棒图像如图1所示，图中能看到滤棒外表面完好整洁，但无法辨认出滤棒内部是否含有泌润球，也无法辨认出球的个数及其位置。
[0018]考虑到泌润球比滤棒的透光性差，本发明提出采用背光照明方式，光源、滤棒、工业相机安装结构如图2所示。将滤棒置于一不透光挡板上，挡板带有和滤棒大小相当的槽，LED光源从挡板一侧对准滤棒照射，挡板使得光线只从滤棒上穿过，工业相机在滤棒另一侧采集图像。在含有泌润球的位置，光线穿过较少，在采集的滤棒图像中该处像素灰度值也相对较低，呈聚集的阴影部分，如图3即为工业相机采集的滤棒图像。
[0019]对采集图像进行灰度变换，并对灰度图像进行感兴趣区域(ROI)的定位。定位采用水平投影的方法，以灰度图像的行像素平均灰度值为特征进行水平方向的投影，投影曲线如图4所示，由于滤棒部分灰度值较高，投影曲线上滤棒的对应位置投影值较大，以曲线的平均值为基准值，可以很好的分割出滤棒感兴趣区域，高于基准值的部分即为感兴趣区域，如图5所示。
[0020]在滤棒图像的感兴趣区域内，采用垂直投影方法对滤棒内泌润球进行检测，垂直投影曲线如图6所示。因为在滤棒图像中泌润球呈聚集的阴影部分，在投影曲线上阴影部分对应的投影值也小，在投影曲线图像上表现为四个幅值较大的波谷，且波峰与波谷数值差异较大。分区间找到各区间的满足一定阈值的最小值其对应就是滤棒中球的位置，定位效果如图7所示，投影曲线上垂直白线即为找到的泌润球位置。
[0021]对于存在球缺失或者球偏移的滤棒，其垂直投影曲线及球定位效果分别如图8和
9所示。图8中，滤棒中第二个球缺失，所以在投影曲线上对应的第二个球的检测区间内不存在满足条件的波谷。同理，图9中，第三个球偏移了预定位置，对应的投影曲线第三个球的检测区间内也不存在满足条件的波谷，即滤棒存在缺陷。
【主权项】
1.一种基于机器视觉技术的香烟滤棒内置物检测方法，其特征在于:采用背景光照射方式，将LED条形光源、待检测滤棒和工业相机安装于同一水平线，其中滤棒置于一个带有槽的不透光挡板的槽中，LED条形光源与工业相机分别置于挡板前、后侧；当LED条形光源从挡板前侧照射时保证光线只从滤棒内穿过，工业相机在挡板的后侧采集滤棒图像并传送至计算机；计算机对滤棒图像进行灰度化、感兴趣区域定位、投影变换处理，最后根据投影曲线波形情况判断待检测滤棒是否存在缺陷。
【专利摘要】本发明公开了一种基于机器视觉技术的香烟滤棒内置物检测方法，在深入了解含内置物的香烟滤棒特点后，创新的提出了一种新型的含内置物的香烟滤棒检测方式，通过特殊的图像采集方式和投影变换方法对滤棒内物体的缺失、偏移进行检测。该方法能大大降低图像处理的难度，具有非常高的检测精度，能保证滤棒、香烟的质量，在类似的内置物检测中也具有非常广泛的应用空间。
【IPC分类】G01N21-88
【公开号】CN104535580
【申请号】CN201410851370
【发明人】龚灿, 王法明, 徐洋, 李风波
【申请人】中国电子科技集团公司第四十一研究所
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月31日