專利名稱：適用于圖像分析法測定煙梗長梗率的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙草加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于圖像分析法測定煙梗長梗率的設(shè)備。
背景技術(shù)：
煙梗長梗率是衡量打葉復烤質(zhì)量的重要指標，煙梗長梗率、粗細對梗絲結(jié)構(gòu)和出絲率有明顯影響，而梗絲結(jié)構(gòu)最終影響其摻配均勻性和卷煙卷制質(zhì)量?！稛熑~打葉復烤工藝規(guī)范》(YC/T146-2001)第五章要求長梗率(>20mm)彡80%。 目前長梗率檢測方法是按《打葉煙葉質(zhì)量檢驗》(YC/T147-2001)第11章進行，即人工挑選法將煙梗樣品充分混合后，用四分法縮分，然后取出一份將煙梗逐根對應尺寸板，長梗 (> 20mm)放入一個樣品盤，短梗放入另一個樣品盤，分別稱重，計算長梗質(zhì)量和短梗質(zhì)量占總質(zhì)量的百分比，即為長梗率、短梗率。該方法勞動強度較大，效率低，容易造成檢測人員疲勞，且檢測結(jié)果誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，發(fā)明一種采用圖像分析法煙梗長梗率測定的設(shè)備，它能夠快速、方便、準確的檢測煙梗長梗率，利用該設(shè)備可降低勞動強度，提高工作效率，確保煙梗長梗率測定結(jié)果的客觀、準確和真實。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)適用于圖像分析法測定煙梗長梗率的設(shè)備包括分散鋪料裝置、圖像采集裝置和圖像處理分析統(tǒng)計系統(tǒng)，其中分散鋪料裝置由串聯(lián)的呈水平布置的上下兩級振動篩組成，一級振動篩(1) 中安裝有用于控制煙梗流量、并使煙梗攤薄的限料板O)，二級振動篩(3)的頻率大于一級振動篩(1)，通過一級振動篩(1)和二級級振動篩O)的速度差，實現(xiàn)煙梗之間的分散鋪料；其中圖像采集裝置包括二維落料通道、兩條LED光源(5)、線陣C⑶相機(7) 及數(shù)據(jù)線(8)，其中二維落料通道(4)與二級振動篩( 相接并呈90°設(shè)置，二維落料通道 ⑷一側(cè)開設(shè)有拍照窗口(6)，線陣CCD相機(7)正對拍照窗口(6)設(shè)置，兩LED光源(5) 分別安裝在拍照窗口(6)的上下兩個位置，面對拍照窗口(6)的二維落料通道內(nèi)側(cè)壁為不透明材料且貼有防反射膜，其它三面?zhèn)缺诰鶠橥该鞑牧?，采集的每幀煙梗?shù)字圖像通過數(shù)據(jù)線(8)實時傳輸給圖像處理分析系統(tǒng)；所述圖像處理分析統(tǒng)計系統(tǒng)包括計算機硬件平臺(9)及圖像處理分析軟件，煙梗數(shù)字圖像通過數(shù)據(jù)線(8)傳輸?shù)接嬎銠C并保存，圖像處理分析軟件讀取每幀煙梗數(shù)字圖像并進行處理分析，計算數(shù)字圖像中的每根煙梗的長度，區(qū)分20mm以上及以下的煙梗，并分別進行累加，最后統(tǒng)計計算出煙梗的長梗率。二維落料通道寬度略大于二級振動篩( ，厚度為20mm。一級振動篩(1)和二級振動篩(3)的網(wǎng)孔直徑均為2. 36mm。
二維落料通道(4)橫截面的寬度大于厚度，呈長方矩形。所述二維落料通道(4)厚度為20mm，寬度大于二級振動篩(3)的寬度500mm。所述計算數(shù)字圖像中的每根煙梗長度是采用計算每根煙梗的最小外接矩形，其中矩形長邊的長度就是該煙梗的長度，測得的每根煙梗矩形長邊長度，則是每根煙梗的長度。利用圖像分析法測定煙梗長梗率的圖像處理分析軟件測量/計算煙梗長梗率的煙梗最小外接矩形形狀參數(shù)步驟如下窗口的實現(xiàn)，具體通過調(diào)用系統(tǒng)的提供的或跨平臺的⑶I接口，注冊窗口類設(shè)置對應的參數(shù)，創(chuàng)建菜單；圖象數(shù)據(jù)的讀入和顯示，根據(jù)圖像格式，依次讀取圖像頭信息和其圖像數(shù)據(jù)，再調(diào)用系統(tǒng)提供的圖像數(shù)據(jù)顯示接口，顯示到顯示器；圖象數(shù)據(jù)處理，用圖像處理方法提取出圖像本身含有的煙梗長梗形狀參數(shù)信息， 則計算煙梗的最小外接矩形，其矩形長邊的長度就是煙梗的長度，具體先對圖像數(shù)據(jù)進行灰度化，再用現(xiàn)有的邊沿提取Carmy算法得到煙梗長梗邊沿信息，測得每根煙梗的長度；再通過煙梗長梗邊沿信息，進一步計算得到長度，進而確定煙梗長梗率參數(shù)；處理數(shù)據(jù)后顯示煙梗長梗率參數(shù)結(jié)果，對處理得到的參數(shù)，調(diào)用系統(tǒng)提供的對應的字符接口，直接在窗口的用戶區(qū)域顯示；保存煙梗長梗率參數(shù)的計算結(jié)果，保存多個處理結(jié)果，對一副圖像中多個煙梗長梗率目標，進行編號，創(chuàng)建ASCII文件對煙梗長梗目標依次存儲其編號、面積、形狀參數(shù)。本發(fā)明的優(yōu)點是提供一套能夠快速、方便、準確的檢測煙梗長梗率的設(shè)備，大大提高煙梗長梗率檢測的自動化程度；減少人為誤差，能真實、準確反映長梗率，客觀反映或評價煙梗質(zhì)量。


本發(fā)明以下結(jié)合附圖做進一步說明圖1為本發(fā)明的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中1、一級振動篩，2、限料板，3、二級振動篩，4、二維落料通道，5、LED光源，6、 拍照窗口，7、線陣CXD相機，8、數(shù)據(jù)線，9、計算機平臺。
具體實施方案本發(fā)明適用于圖像分析法測定煙梗長梗率的設(shè)備包括分散鋪料裝置、圖像采集裝置和圖像處理分析統(tǒng)計系統(tǒng)。本發(fā)明圖像處理分析軟件可以使用圖像測量管理軟件UV(上海光學儀器六廠北京經(jīng)營部銷售)，或者使用MATLAB圖像處理技術(shù)或者使用其它能夠分析測量長度的軟件。其中分散鋪料裝置由串聯(lián)的呈水平布置的上下兩級振動篩組成，一級振動篩(1) 中安裝有用于控制煙梗流量、并使煙梗攤薄的限料板O)，二級振動篩(3)的頻率大于一級振動篩(1)，通過一級振動篩(1)和二級級振動篩O)的速度差，實現(xiàn)煙梗之間的分散鋪料；其中圖像采集裝置包括二維落料通道、兩條LED光源(5)、線陣C⑶相機(7) 及數(shù)據(jù)線(8)，其中二維落料通道(4)與二級振動篩( 相接并呈90°設(shè)置，二維落料通道
5⑷一側(cè)開設(shè)有拍照窗口(6)，線陣CCD相機(7)正對拍照窗口(6)設(shè)置，兩LED光源(5) 分別安裝在拍照窗口(6)的上下兩個位置，面對拍照窗口(6)的二維落料通道內(nèi)側(cè)壁為不透明材料且貼有防反射膜，其它三面?zhèn)缺诰鶠橥该鞑牧?，采集的每幀煙梗?shù)字圖像通過數(shù)據(jù)線(8)實時傳輸給圖像處理分析系統(tǒng)；所述圖像處理分析統(tǒng)計系統(tǒng)包括計算機硬件平臺(9)及圖像處理分析軟件，煙梗數(shù)字圖像通過數(shù)據(jù)線(8)傳輸?shù)接嬎銠C并保存，圖像分析軟件讀取每幀煙梗數(shù)字圖像并進行處理分析，計算數(shù)字圖像中的每根煙梗的長度，區(qū)分20mm以上及以下的煙梗，并分別進行累加，最后統(tǒng)計計算出煙梗的長梗率。二維落料通道寬度略大于二級振動篩( ，厚度為20mm。一級振動篩(1)和二級振動篩(3)的網(wǎng)孔直徑均為2. 36mm。二維落料通道(4)橫截面的寬度大于厚度，呈長方矩形，煙梗呈二維狀態(tài)通過落料通道，構(gòu)成在工業(yè)中所說的二維，故稱為二維落料通道。所述二維落料通道(4)厚度為20mm，寬度大于二級振動篩(3)的寬度500mm。所述計算數(shù)字圖像中的每根煙梗長度是采用計算每根煙梗的最小外接矩形，其中矩形長邊的長度就是該煙梗的長度，測得的每根煙梗矩形長邊長度，則是每根煙梗的長度。如圖所示適用于圖像分析法測定煙梗長梗率的設(shè)備，包括分散鋪料系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)和圖像處理分析系統(tǒng)，所述分散鋪料系統(tǒng)由串聯(lián)的呈水平布置的兩級振動篩組成， 兩級振動篩的網(wǎng)孔直徑均為2. 36mm。一級振動篩(1)上安裝有用于控制煙梗流量、并使煙梗攤薄的限料板0)，二級振動篩(3)的頻率大于一級，通過一、二級的速度差實現(xiàn)煙梗之間的分散；所述圖像采集系統(tǒng)包括二維落料通道(4)、兩條LED光源( 、線陣CCD相機 (7)及數(shù)據(jù)線(8)，其中二維落料通道(4)與二級振動篩C3)相接并呈90°設(shè)置，二維落料通道寬度略大于二級振動篩(3)，厚度為20mm。二維落料通道(4) 一側(cè)開設(shè)有拍照窗口(6)，線陣CCD相機(7)正對拍照窗口(6)設(shè)置，兩條LED光源(5)分別安裝在拍照窗口 (6)的上下位置，面對拍照窗口的落料通道內(nèi)側(cè)壁為不透明材料且貼有防反射膜，其它三面?zhèn)缺诰鶠橥该鞑牧?，煙梗圖像通過數(shù)據(jù)線(8)實時傳輸給圖像處理分析系統(tǒng)；所述圖像處理分析系統(tǒng)包括計算機平臺(9)及圖像處理分析軟件，煙梗圖像通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)接嬎銠C并保存，圖像分析軟件讀取每幀煙梗圖像并進行處理分析，計算數(shù)字圖像中每根煙梗的長度，并區(qū)分20mm以上和以下的煙梗數(shù)，并分別進行累加，最后計算煙梗長梗率。在本發(fā)明中，所述二維落料通道4寬度略大于二級振動篩3，厚度為20mm。兩級振動篩1、3的網(wǎng)孔直徑均為2. 36mm。實施例取某牌號煙梗250g作為測試煙梗樣品。開啟測試設(shè)備的所有設(shè)備，先將煙梗樣品倒置于一級振動篩1的左端，煙梗樣品在振動篩的作用下向前移動，當煙梗經(jīng)過限料板2時被均勻攤薄，減少煙梗之間的重疊現(xiàn)象。當煙梗移動到一級振動篩1尾部時煙梗已基本被分開。由于二級振動篩3的速度較一級振動篩1的快，前后落到二級振動篩3中的煙梗因速度差，各煙梗之間的距離被進一步拉大，加之二級振動篩的作用，當煙梗達到二級振動篩 3尾部時，已被完全分散開。煙梗從二級振動篩3落下后進入二維落料通道4，煙梗通過拍照窗口 6時的圖像被線陣CCD相機7采集，在上下兩條LED光源5的照射下，完全消除了每根煙梗的陰影，以保證用于計算的每根煙梗長度圖像真實性，減少陰影產(chǎn)生的測量誤差。拍攝煙梗的數(shù)字圖像通過數(shù)據(jù)線8實時傳輸?shù)接嬎銠C平臺9并保存。在計算機平臺9上，圖像處理分析軟件對每根煙梗數(shù)字圖像進行處理和分析，計算每一根煙梗的長度，最終算得該測試煙梗樣品的長梗率為83. 6%。
權(quán)利要求
1.一種適用于圖像分析法測定煙梗長梗率的設(shè)備，其特征在于包括分散鋪料裝置、 圖像采集裝置和圖像處理分析統(tǒng)計系統(tǒng)，其中分散鋪料裝置由串聯(lián)的呈水平布置的上下兩級振動篩組成，一級振動篩(1)中安裝有用于控制煙梗流量、并使煙梗攤薄的限料板O)，二級振動篩(3)的頻率大于一級振動篩(1)，通過一級振動篩(1)和二級級振動篩O)的速度差，實現(xiàn)煙梗之間的分散鋪料；其中圖像采集裝置包括二維落料通道、兩條LED光源(5)、線陣CCD相機(7)及數(shù)據(jù)線(8)，其中二維落料通道(4)與二級振動篩( 相接并呈90°設(shè)置，二維落料通道(4) 一側(cè)開設(shè)有拍照窗口(6)，線陣C⑶相機(7)正對拍照窗口(6)設(shè)置，兩LED光源(5)分別安裝在拍照窗口(6)的上下兩個位置，面對拍照窗口(6)的二維落料通道內(nèi)側(cè)壁為不透明材料且貼有防反射膜，其它三面?zhèn)缺诰鶠橥该鞑牧?，采集的每幀煙梗?shù)字圖像通過數(shù)據(jù)線(8)實時傳輸給圖像處理分析系統(tǒng)；所述圖像處理分析統(tǒng)計系統(tǒng)包括計算機硬件平臺(9)及圖像處理分析軟件，煙梗數(shù)字圖像通過數(shù)據(jù)線(8)傳輸?shù)接嬎銠C并保存，圖像分析軟件讀取每幀煙梗數(shù)字圖像并進行處理分析，計算數(shù)字圖像中的每根煙梗的長度，區(qū)分20mm以上及以下的煙梗，并分別進行累加，最后統(tǒng)計計算出煙梗的長梗率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于圖像分析法測定煙梗長梗率的設(shè)備，其特征在于二維落料通道(4)寬度略大于二級振動篩(3)，厚度為20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于圖像分析法測定煙梗長梗率的設(shè)備，其特征在于一級振動篩(1)和二級振動篩(3)的網(wǎng)孔直徑均為2. 36mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于圖像分析法測定煙梗長梗率的設(shè)備，其特征在于 二維落料通道(4)橫截面的寬度大于厚度，呈長方矩形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于圖像分析法測定煙梗長梗率的設(shè)備，其特征在于 所述二維落料通道(4)厚度為20mm，寬度大于二級振動篩(3)的寬度500mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于圖像分析法測定煙梗長梗率的設(shè)備，其特征在于所述計算數(shù)字圖像中的每根煙梗長度是采用計算每根煙梗的最小外接矩形，其中矩形長邊的長度就是該煙梗的長度，測得的每根煙梗矩形長邊長度，則是每根煙梗的長度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于圖像分析法測定煙梗長梗率的設(shè)備，其特征在于利用圖像分析法測定煙梗長梗率的圖像處理分析軟件測量/計算煙梗長梗率的煙梗最小外接矩形形狀參數(shù)步驟如下窗口的實現(xiàn)，具體通過調(diào)用系統(tǒng)的提供的或跨平臺的GUI接口，注冊窗口類設(shè)置對應的參數(shù)，創(chuàng)建菜單；圖象數(shù)據(jù)的讀入和顯示，根據(jù)圖像格式，依次讀取圖像頭信息和其圖像數(shù)據(jù)，再調(diào)用系統(tǒng)提供的圖像數(shù)據(jù)顯示接口，顯示到顯示器；圖象數(shù)據(jù)處理，用圖像處理方法提取出圖像本身含有的煙梗長梗形狀參數(shù)信息，則計算煙梗的最小外接矩形，其矩形長邊的長度就是煙梗的長度，具體先對圖像數(shù)據(jù)進行灰度化，再用現(xiàn)有的邊沿提取Carmy算法得到煙梗長梗邊沿信息，測得每根煙梗的長度；再通過煙梗長梗邊沿信息，進一步計算得到長度，進而確定煙梗長梗率參數(shù)；處理數(shù)據(jù)后顯示煙梗長梗率參數(shù)結(jié)果，對處理得到的參數(shù)，調(diào)用系統(tǒng)提供的對應的字符接口，直接在窗口的用戶區(qū)域顯示；保存煙梗長梗率參數(shù)的計算結(jié)果，保存多個處理結(jié)果，對一副圖像中多個煙梗長梗率目標，進行編號，創(chuàng)建ASCII文件對煙梗長梗目標依次存儲其編號、面積、形狀參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于圖像分析法測定煙梗長梗率的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括分散鋪料系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)和圖像處理分析系統(tǒng)。利用本發(fā)明的設(shè)備可在振動篩的作用下將煙梗樣品完全分開，進入落料通道，并在該通道的拍照窗口通過線陣CCD相機拍照，將采集到的每根煙梗的數(shù)字圖像實時傳遞給計算機，再由圖像處理分析軟件對煙梗圖像進行分析處理，計算每一根煙梗的長度，最終算得測試煙梗樣品的長梗率。本發(fā)明能夠快速、方便、準確檢測煙梗長梗率的設(shè)備，提升了煙梗長梗率檢測的自動化程度，工作效率大幅提高，減少了人為誤差，能真實、準確反映長梗率，客觀反映或評價煙梗質(zhì)量。
文檔編號G01N21/84GK102359962SQ20111019654
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者劉強, 堵勁松, 張建華, 徐大勇, 李忠壽, 武凱, 段黎躍, 牟定榮, 王曉輝, 譚國治, 鄧國棟, 鄭紅艷, 陳良元 申請人:中國煙草總公司鄭州煙草研究院, 紅塔煙草(集團)有限責任公司