烟草薄片颜色外观稳定性指标计算方法、系统及装置与流程

本发明涉及图像处理，特别是涉及一种烟草薄片颜色外观稳定性指标计算方法、系统及装置。

背景技术：

1、造纸法再造烟叶(纸质薄片)是利用烟梗、烟末和碎片、废弃烟叶等烟草废料作基本原材料，通过造纸工艺生产的烟草薄片。烟草薄片质量指标可分为物理指标、化学指标和感官指标三大类别，其中感官指标又包含评吸和颜色两个方面。在实际卷烟生产过程中，由于对不同批次薄片存在混用情况，因此需要薄片批次间的色差稳定，从而使卷烟感官质量得到稳定。因此，如何快速甄别批次间的薄片成品色差，从而及时发现颜色的改变具有重要意义。

2、由于颜色感知的主观性，行业中目前对烟草薄片颜色的评价和控制还停留在主观层面，多实用对比法，缺乏系统性和客观的评价指标，导致评价结果因人而异、因时而异情况时有发生。另外，对比法是典型的离线检测方法，且对比标样旺旺使用往批次产品，标样稳定性差。受此影响，一方面如果此时发现产品的化学指标不合格，一个批次的产品就可能需要进行降级或报废的处置，提高了生产成本，对人力、物力和时间造成大量浪费；另一方面如果因为标样不稳定导致检测结果反复，准确度低，为了稳妥往往盲目扩大不合格品范围，更进一步加大浪费。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种烟草薄片颜色外观稳定性指标计算方法、系统及装置，用于解决烟草薄片颜色外观稳定性指标计算的问题。

2、第一方面，本技术提供了一种烟草薄片颜色外观稳定性指标计算方法，所述方法包括：

3、生成图像采集频率，基于所述图像采集频率控制预设的线扫相机采集烟草薄片图像；

4、对所述烟草薄片图像进行图像校准，其中，采用标样法设置图像白平衡，校准模型采用rgb模型；

5、将校准后的烟草薄片图像进行图像模型转化得到lab模型图像，基于所述lab模型图像进行像素特征提取得到目标图像；

6、基于所述目标图像进行像素切片并计算每个切片对应的l、a以及b三个通道的均值得到目标矩阵；

7、基于所述目标矩阵计算每个切片对应的色差以及标准偏差，并将所述色差以及所述标准偏差作为烟草薄片颜色外观稳定性指标。

8、在本技术一个可能的实现方式中，生成图像采集频率，具体包括：

9、获取输送烟草薄片的纸机车速；

10、基于所述纸机车速控制所述线扫相机联动生成所述图像采集频率，其中，计算式如下：

11、

12、其中，f表示图像采集频率，v表示纸机车速，f表示线扫相机焦距，a表示传感器像素行数，b表示传感器像素列数，h表示线扫相机垂直高度。

13、在本技术一个可能的实现方式中，对所述烟草薄片图像进行图像校准，具体包括：

14、基于测定标样的伽马校正参数对所述烟草薄片图像进行图像校准，其中，

15、对所述烟草薄片图像的r通道、g通道以及b通道进行伽马校准得到色彩校准图像。

16、在本技术一个可能的实现方式中，所述方法还包括获取所述测定标样，具体包括：

17、计算标样图片的rgb三个颜色通道的伽马值，其中计算式如下：

18、

19、其中，x1为第一标样照片灰度，x2为第二标样照片灰度，x3为第三标样照片灰度，y1为第一标样真实灰度，y2为第二标样真实灰度，y3为第三标样真实灰度，gamma为伽马校正参数。

20、在本技术一个可能的实现方式中，将校准后的烟草薄片图像进行图像模型转化得到lab模型图像，基于所述lab模型图像进行像素特征提取得到目标图像，具体包括：

21、将所述色彩校准图像由rgb模型转化为lab模型，其中，

22、选择l通道进行阈值筛选以消除白色区域像素，而后利用图形形态学进行预处理得到完整图片区域，其中，预处理方式至少包括膨胀、腐蚀以及边缘平滑操作；

23、基于所述完整图片区域筛选像素面积最大的区域进行像素特征提取得到所述目标图像。

24、在本技术一个可能的实现方式中，基于所述目标图像进行像素切片并计算每个切片对应的l、a以及b三个通道的均值得到目标矩阵，具体包括：

25、基于预设时间段对所述目标图像进行拼接得到拼接图像；

26、将所述拼接图像在烟草薄片像素范围内进行区域切片得到不同目标切片；

27、计算每个所述目标切片的l、a以及b三个通道的均值得到所述目标矩阵，其中，所述目标矩阵为m*n*3矩阵，其中，m为横向切片个数，n为纵向切片个数。

28、在本技术一个可能的实现方式中，基于所述目标矩阵计算每个切片对应的色差以及标准偏差，并将所述色差以及所述标准偏差作为烟草薄片颜色外观稳定性指标，具体包括：

29、基于标准参考色值计算每个所述目标切片的色差，计算式如下：

30、

31、其中，δe为所述色差，l0为标准l通道值，a0为标准a通道值，b0为标准b通道值，l为实测l，a为实测a通道值，b为实测b通道值；

32、基于目标矩阵计算矩阵内l、a以及b三个通道的的标准偏差以表征色彩均匀度；

33、提取计算所述色差过程中的中间变量得到颜色均值；

34、将所述色差、所述颜色均值以及所述标准偏差作为烟草薄片颜色外观稳定性指标。

35、第二方面，本技术提供了一种烟草薄片颜色外观稳定性指标计算系统，所述系统包括：

36、生成模块，用于生成图像采集频率，基于所述图像采集频率控制预设的线扫相机采集烟草薄片图像；

37、校准模块，用于对所述烟草薄片图像进行图像校准，其中，采用标样法设置图像白平衡，校准模型采用rgb模型；

38、转化模块，用于将校准后的烟草薄片图像进行图像模型转化得到lab模型图像，基于所述lab模型图像进行像素特征提取得到目标图像；

39、切片模块，用于基于所述目标图像进行像素切片并计算每个切片对应的l、a以及b三个通道的均值得到目标矩阵；

40、计算模块，用于基于所述目标矩阵计算每个切片对应的色差、标准偏差以及颜色均值，并将所述色差以及所述标准偏差作为烟草薄片颜色外观稳定性指标。

41、第三方面，本技术提供了一种上述的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述烟草薄片颜色外观稳定性指标计算方法。

42、第四方面，烟草薄片颜色外观稳定性指标计算装置，所述装置包括：

43、黑箱，用于在采集烟草薄片图像时隔绝外部光线干扰；线扫相机，位于所述黑箱内部，用于采集烟草薄片图像；光源，位于所述黑箱内部，用于在线扫相机采集图像时提供光源；以及上位机，与所述线扫相机通信连接，用于生成控制线扫相机的采集频率以及对所述烟草薄片图像进行数据分析得到烟草薄片颜色外观稳定性指标。

44、如上所述，本发明的烟草薄片颜色外观稳定性指标计算方法、系统及装置，能够实时测定线上烟草薄片成品的颜色指标，大幅缩短颜色检测反馈时间的同时能够保证检测结果的稳定和精度，从而为生产过程中及时干预和颜色稳定性控制提供新依据。