一种基于图像的烟梗外形结构检测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及烟叶打叶复烤生产过程的质量检测领域，具体说一种利用视觉技术检 测烟梗的外形尺寸如长度、宽度、投影面积及外形轮廓，并对其进行分类、统计的方法和装 置。
【背景技术】
[0002] 烟梗的长度和宽度对梗丝的结构和出丝率有显著的影响，所W在烟梗加工的质检 环节长梗率和粗梗率作为重要检测指标。国内外的研究表明，直径大于4mm长度大于20mm 的烟梗其制丝质量较好，对于直径小于4mm或长度小于20mm的烟梗制丝质量均明显下降。 《烟叶打叶复烤工艺规范》（YC/T146-2010)规定；长梗（长度大于20mm)率> 85%。长梗 率的检测方法按照《打叶烟叶质量检测》（YC/T147-2010)规定；取样（1000-15000) g，将烟 梗样品充分混合后，用四分法缩分至巧0?120)g。用尺寸板衡量烟梗的长度，将长度大于 20mm的烟梗和小于等于20mm的烟梗放置在不同的样品盘，分别称重并计算长梗质量和总 质量的比值百分比，即为长梗率，该检测方法劳动强度大，检测误差大，每次检测仅能得到 长梗率一项指标，无法得到该批样本所有的烟梗外形结构尺寸及长度分布情况。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种利用图像法检测烟梗外形结构的检测方法及装置，该发 明通过对采样的烟梗进行离散化、图像采集、图像处理、数据统计，得到烟梗的长梗率、粗梗 率及长度区间百分比。本发明可W替代《打叶烟叶质量检测KYC/T147-2010)的检测方法， 并对检测数据内容进行了丰富和扩展，可W更详细科学的表征该批烟梗的外形结构信息。
[0004] 为达到本发明的目的，本发明提出W下技术方案：
[0005] 本发明通过W下工作流程实现：
[0006] (1)取样；（人工）在生产线上取样（1000-1500) g，充分混合后，用四分法取一份 样本；
[0007] (2)烟梗离散化；将待检测样本放入离散装置，通过离散装置将烟梗充分离散，实 现烟梗无搭接地铺在一个平面上；
[000引 做图像采集；利用图像采集器采集烟梗图像，并将图像传输给图像处理计算机；
[0009] (4)图像处理；利用计算机图像处理软件对图像进行处理，计算出每根烟梗的外 形结构数据；
[0010] (5)数据统计：对图像处理后得到的每根烟梗的数据，进行统计分析得到该批样 本的长梗率、粗梗率、长度区间百分比及所有梗的外形结构明细表。
[0011] 本发明方法中计算机的处理流程如下：
[0012] (1)计算机系统通过连接的图像采集器获得连续的烟梗图像；
[0013] (2)将图像进行滤波去噪处理，进行二值化处理得到二值化图像；
[0014] (3)对二值化后的图像进行联通域计算和标记处理，使得图像中每根烟梗有一个 编号；
[0015] (4)检测标记后的图像中横跨前后两幅图像的烟梗，将该烟梗合并至下一幅图像 并将编号合并；
[0016] (5)计算每根烟梗的投影面积A、中屯、线长度L、垂直于中屯、线方向的烟梗宽度的 均值W，其中
【主权项】
1. 一种基于图像的烟梗外形结构检测方法，其特征在于，通过w下工作流程实现： (1) 取样；在生产线上取样（1000-1500)g，充分混合后，用四分法取一份样本； (2) 烟梗离散化；将待检测样本放入离散装置，通过离散装置将烟梗充分离散，实现烟 梗无搭接地铺在一个平面上； (3) 图像采集；利用图像采集器采集烟梗图像，并将图像传输给图像处理计算机； (4) 图像处理；利用计算机图像处理软件对图像进行处理，计算出每根烟梗的外形结 构数据； (5) 数据统计：对图像处理后得到的每根烟梗的数据，进行统计分析得到该批样本的 长梗率、粗梗率、长度区间百分比及所有梗的外形结构明细表； 计算机的处理流程如下： (1) 计算机系统通过连接的图像采集器获得连续的烟梗图像； (2) 将图像进行滤波去噪处理，进行二值化处理得到二值化图像； (3) 对二值化后的图像进行联通域计算和标记处理，使得图像中每根烟梗有一个编 号； (4) 检测标记后的图像中横跨前后两幅图像的烟梗，将该烟梗合并至下一幅图像并将 编号合并； (5) 计算每根烟梗的投影面积A、中屯、线长度L、垂直于中屯、线方向的烟梗宽度的均值 W，其中
，N等于中屯、线上的像素个数，Wi为中屯、线上第i个像素位置的烟梗 宽度； (6) 数据模型的假设： a) 用烟梗中屯、线的长度L代替烟梗的实际长度； b) 用烟梗垂直于中屯、线方向的宽度的均值W代替烟梗的实际宽度； C)用烟梗的投影面积比代替烟梗的质量比； (7) 计算长梗率；将中屯、线长度L大于20mm的烟梗的投影面积累加得到K1，将中屯、线 长度L小于等于20mm的烟梗的投影面积累加得到K2,长梗率K = K1/(K1+K2) *100 % ; (8) 计算粗梗率；将平均宽度W大于2. 38mm的烟梗的投影面积累加得到H1，将平均宽 度W小于等于2. 38mm的烟梗的投影面积累加得到肥，粗梗率H =化/化1+肥)*100% ; (9) 计算烟梗区间长度或宽度百分比；将烟梗的长度或宽度划分为M个区间，分别计算 每个区间范围内的烟梗的投影面积的和与检测烟梗总面积的比值乘W 100%得到每个区间 的对应百分比； (10) 每根烟梗的数据的输出：W表格形式将每根烟梗按照编号顺序，输出其长度、宽 度、投影面积。
2. -种根据权利要求1所述的基于图像的烟梗外形结构检测方法的检测装置，其特征 在于，包含W下部分： 烟梗外形结构检测装置包括烟梗离散装置，位于离散装置的皮带机上方的图像采集器 及与图像采集器连接的计算机图像处理系统； 所述的烟梗离散装置由流量控制输送皮带机、烟梗拨料杆、高速输送皮带组成，通过控
制流量控制输送皮带机的输送速度实现对烟梗流量的控制；由一定间隔的烟梗拨料杆安装 在流量控制装置出料口的下方，拨料杆与烟梗下落方向成110°?130°的夹角；高速皮带 安装在拨料杆下方，经拨料杆阻挡、反弹离散过的烟梗滑落在高速皮带上，利用两级之间的 速度差进一步离散；物料最终成离散状平铺在高速皮带上，并送到图像检测位置。
【专利摘要】一种基于图像的烟梗外形结构检测方法及装置，包含以下部分：烟梗离散装置，位于离散装置的皮带机上方的图像采集器及与图像采集器连接的计算机图像处理系统；所述的烟梗离散装置由流量控制输送皮带机、烟梗拨料杆、高速输送皮带组成，通过控制流量控制输送皮带机的输送速度实现对烟梗流量的控制；由一定间隔的烟梗拨料杆安装在流量控制装置出料口的下方；高速皮带安装在拨料杆下方，经拨料杆阻挡、反弹离散过的烟梗滑落在高速皮带上，利用两级之间的速度差进一步离散；物料最终成离散状平铺在高速皮带上，并送到图像检测位置。本发明可以提高烟梗质量检测的自动化程度，降低人工劳动强度，丰富检测信息，提高打叶复烤的质量控制水平。
【IPC分类】G06T5-00, G01B11-02, G01B11-28, G01B11-25
【公开号】CN104596423
【申请号】CN201510006959
【发明人】张俊荣, 崔鸿刚, 卯彦, 李江乐, 张云, 蒋明民, 杨雄标, 杨晓华, 游玲, 杨松, 张云东, 丁锐, 汤鹏
【申请人】云南昆船设计研究院
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月7日