一種葉片加料均勻性測(cè)量和評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及卷煙加工技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種葉片加料均勻性測(cè)量和評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 葉片加料作為制絲線的一個(gè)重要的工藝環(huán)節(jié)，其主要功能是將料液按生產(chǎn)和配方 的要求，通過(guò)設(shè)備、控制系統(tǒng)均勻、準(zhǔn)確的施加到過(guò)程中的煙葉中去。加料的均勻性對(duì)成品 卷煙的感官感覺(jué)起著重要的作用。因此為了提高加料的均勻性，近年來(lái)，行業(yè)進(jìn)行了大量的 研宄和改進(jìn)。但是針對(duì)葉片加料均勻性的測(cè)量和評(píng)價(jià)方法上，缺乏直觀且易量化的評(píng)價(jià)方 法?，F(xiàn)有普遍采用的丙二醇標(biāo)記法，主要是運(yùn)用加料均勻系數(shù)來(lái)表征卷煙加料均勻性。但 這種方法存在固有局限性，主要表現(xiàn)在一是不能直觀表征，二是無(wú)法量化表征單一葉片本 體施加均勻性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種利葉片加料均勻性測(cè)量和評(píng)價(jià)方 法，可以從單張葉片料液量覆蓋率、單張紙片的料液分布均勻性以及多張紙片間料液分布 均勻性等三方面對(duì)加料的均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià)，而且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加料均勻性的量化。
[0004] 一種葉片加料均勻性測(cè)量和評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟：
[0005] a.加料原料確定：采用尺寸為40*40mm標(biāo)準(zhǔn)紙片作為葉片標(biāo)準(zhǔn)替代物，檸檬黃 10%稀釋液作為糖料標(biāo)準(zhǔn)替代物；
[0006] b.加料試驗(yàn)和取樣：在加料生產(chǎn)時(shí)，待設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行30min后，在加料機(jī)進(jìn)口振槽 處向煙葉中均勻撒入120張標(biāo)準(zhǔn)紙片，在加料出口將煙葉接出，人工挑選出標(biāo)準(zhǔn)紙片，從中 隨機(jī)挑選100片樣品作為圖譜成像分析對(duì)象；
[0007] C.對(duì)100組圖像進(jìn)行預(yù)處理：首先利用K均值聚類算法進(jìn)行背景檢測(cè)；再將圖像 的RGB色彩模型轉(zhuǎn)化為HSV模型，提取V分量得到樣品灰度圖像；最后利用最大類間差法自 動(dòng)選擇閾值將樣品灰度圖像轉(zhuǎn)化為樣品二值圖像；
[0008] d.計(jì)算單張葉片料液覆蓋率Kj:
[0009] 首先根據(jù)樣品二值圖像統(tǒng)計(jì)出染色像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)％，其中j代表第j張紙片；
[0010] 然后計(jì)算單張葉片料液覆蓋率K1:
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種葉片加料均勻性測(cè)量和評(píng)價(jià)方法，其特征在于包括如下步驟： a. 加料原料確定：采用尺寸為40*40mm標(biāo)準(zhǔn)紙片作為葉片標(biāo)準(zhǔn)替代物，檸檬黃10%稀 釋液作為糖料標(biāo)準(zhǔn)替代物； b. 加料試驗(yàn)和取樣：在加料生產(chǎn)時(shí)，待設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行30min后，在加料機(jī)進(jìn)口振槽處向 煙葉中均勻撒入120張標(biāo)準(zhǔn)紙片，在加料出口將煙葉接出，人工挑選出標(biāo)準(zhǔn)紙片，從中隨機(jī) 挑選100片樣品作為圖譜成像分析對(duì)象； c. 對(duì)100組圖像進(jìn)行預(yù)處理：首先利用K均值聚類算法進(jìn)行背景檢測(cè)；再將圖像的RGB 色彩模型轉(zhuǎn)化為HSV模型，提取V分量得到樣品灰度圖像；最后利用最大類間差法自動(dòng)選擇 閾值將樣品灰度圖像轉(zhuǎn)化為樣品二值圖像； d. 計(jì)算單張葉片料液覆蓋率Kj: 首先根據(jù)樣品二值圖像統(tǒng)計(jì)出染色像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)％，其中j代表第j張紙片； 然后計(jì)筧單張葉片料液
覆羔率K..: 其中，&表示第j張紙片的染色點(diǎn)相對(duì)于完整樣品的覆蓋率； e. 計(jì)算單張葉片的染色分布均勻性評(píng)價(jià)Hj: 將圖像分割為5x5單元，根據(jù)二值圖像統(tǒng)計(jì)每個(gè)網(wǎng)格的染色像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)％(i)， ie (1，25)，其中，i表示第i個(gè)網(wǎng)格； 計(jì)算％(i)，i e (1，25)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差（RSD)來(lái)評(píng)價(jià)單張葉片料液的分布均勻％，Hj, 數(shù)值越大，代表紙片各網(wǎng)格區(qū)域通過(guò)料液染色的像素點(diǎn)分布越平均，表示該紙片上料液分 布均勻性越好，如下公式： Hj= I-RSD(MjQ)) 其中，RSD (Mj⑴）表示Mj⑴均方差； f. 計(jì)算多張葉片間的染色分布均勻性P : 每片紙片上料液附著重量Qj通過(guò)如下公式計(jì)算：
式中，CjOc, y)，是第j張紙片（X，y)像素點(diǎn)的灰度值； 通過(guò)Qj (j = 1，2, 3…100)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)評(píng)價(jià)多片紙片間料液分布均勻性P，如下公 式： P = I-RSD(Qj) 〇
2. 如權(quán)利要求1所述的葉片加料均勻性測(cè)量和評(píng)價(jià)方法，其特征在于步驟b中加料工 序相關(guān)參數(shù)為：流量2500±30kg/h，霧化介質(zhì)壓力為0. 15-0. 25MPa，滾筒轉(zhuǎn)速為8r/min，加 料比例為3. 5%。
3. 如權(quán)利要求1所述的葉片加料均勻性測(cè)量和評(píng)價(jià)方法，其特征在于步驟c具體為： 通過(guò)相機(jī)定置定點(diǎn)拍攝將100片樣品轉(zhuǎn)換成JPG圖像格式，分別標(biāo)記為Aj，j = 1，2， 3，…，100， 提取原始采集圖像的樣品區(qū)域：利用圖像處理的K均值聚類算法進(jìn)行背景檢測(cè)，保留 樣品區(qū)域，將非樣品區(qū)域標(biāo)記為紅色。 統(tǒng)一樣品區(qū)域大?。簩⑺械牟杉瘓D像以樣品區(qū)域未中心重采樣為400x400像素大小 的方形區(qū)域。 彩色圖像到灰度圖像的轉(zhuǎn)換：將樣品圖像的RGB色彩模型轉(zhuǎn)化為HSV模型，提取V分量 作為樣品圖像各像素點(diǎn)的灰度值，從得到樣品灰度圖像。 灰度圖像到二值圖像的轉(zhuǎn)換：利用圖像處理的最大類間差法自動(dòng)選擇閾值將樣品灰度 圖像轉(zhuǎn)化為樣品二值圖像，染色點(diǎn)標(biāo)記為白色，未染色點(diǎn)標(biāo)記為黑色。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種葉片加料均勻性測(cè)量和評(píng)價(jià)方法，其加料過(guò)程采用標(biāo)準(zhǔn)紙片作為葉片的替代物，采用食品級(jí)檸檬黃稀釋液作為糖料標(biāo)準(zhǔn)物。通過(guò)圖像處理分析技術(shù)定量的從三方面對(duì)葉片加料的均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià)：一、單張葉片料液量覆蓋率；二、單張葉片的料液分布均勻性；三、多張葉片間料液分布均勻性。該方法首創(chuàng)研究了針對(duì)單張葉片料液施加附著量及料液分布均勻性的量化表征，具有直觀、快速、有效的特點(diǎn)，應(yīng)用前景良好。
【IPC分類】G01N21-84
【公開(kāi)號(hào)】CN104634780
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410788490
【發(fā)明人】鄭飛, 劉德強(qiáng), 李媛, 王志強(qiáng), 王樂(lè)軍
【申請(qǐng)人】湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月17日