本發(fā)明涉及烤煙煙葉原料外觀篩選，具體為一種基于機(jī)器視覺的烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評價系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、煙葉外觀質(zhì)量是指人們感官能夠感觸和識別的煙葉外部特征，即通過手摸、眼觀，最終判定煙葉的等級質(zhì)量，目前現(xiàn)有技術(shù)仍以感官和經(jīng)驗來判定，煙葉的外觀特征和其內(nèi)在質(zhì)量有著密切的關(guān)系，一般認(rèn)為優(yōu)質(zhì)煙葉的外觀特征是成熟度好，顏色橘黃，葉片結(jié)構(gòu)疏松，厚薄適中，油分好，色度濃的煙葉。

2、采用定性描述的方法，可以直觀描述煙葉的外觀品質(zhì)某個因素的特征，但具有較大靈活性，且在外觀質(zhì)量接近或不同品質(zhì)因素有好有劣時，不能直觀地判斷出不同樣本之間質(zhì)量高低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于機(jī)器視覺的烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評價系統(tǒng)，具備對烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量進(jìn)行客觀評價等優(yōu)點，解決了上述技術(shù)問題。

3、(二)技術(shù)方案

4、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于機(jī)器視覺的烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評價系統(tǒng)，包括烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)采集模塊、烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)分析模塊和烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評價模塊；

5、所述烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)采集模塊包括烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)采集單元和烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)預(yù)處理單元，所述烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)采集單元用于采集當(dāng)前輸送過來的烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)，并將烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)發(fā)送給烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)預(yù)處理單元，所述烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)預(yù)處理單元對接收的烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，得到預(yù)處理后的烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)，所述烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)預(yù)處理單元將預(yù)處理后的烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)發(fā)送到烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)處理模塊中，所述預(yù)處理后的烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)包括煙葉顏色、煙葉面積和煙葉破損程度；

6、所述烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)處理模塊包括煙葉顏色分析單元、煙葉面積分析單元和煙葉破損程度分析單元，所述煙葉顏色分析單元基于烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)中的煙葉顏色進(jìn)行分析計算，并得到烤煙煙葉的顏色評估得分，所述煙葉面積分析單元基于烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)中的煙葉面積進(jìn)行分析，得到并得到烤煙煙葉的面積評估得分，所述煙葉破損程度分析單元基于烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)中的煙葉破損程度進(jìn)行計算分析，得到煙葉破損程度評估得分，所述烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)處理模塊將計算得到的烤煙煙葉的顏色評估得分、烤煙煙葉的面積評估得分和煙葉破損程度評估得分發(fā)送到烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評價模塊中；

7、所述烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評價模塊基于烤煙煙葉的顏色評估得分、烤煙煙葉的面積評估得分和煙葉破損程度評估得分最終計算得到烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評分。

8、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)預(yù)處理單元對接收的烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理的具體步驟如下：

9、步驟a1：烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)采集單元采集的同一組烤煙煙葉的多個烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)，并采用tenengrad梯度方法選擇所有圖像的清晰度[qxd1，…，qxdi，…，qxdi]中最高的一個，并執(zhí)行步驟a2；

10、其中，qxd1，…，qxdi，·…，qxdi分別表示采集的同一組烤煙煙葉的多個烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)中通過tenengrad梯度方法計算得到的第1個圖像的清晰度、…、第i個圖像的清晰度、…、第i個圖像的清晰度；

11、步驟a2：對于選取的所有圖像的清晰度最高的前j個進(jìn)行裁剪，將圖像底色進(jìn)行裁剪得到裁剪圖像，對裁剪圖像進(jìn)行面積計算得到烤煙葉片的煙葉面積、煙葉顏色和葉片破損程度。

12、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟a2計算中煙葉顏色的具體步驟如下：

13、步驟a2.1a：輸出第j個裁剪圖像的顏色直方圖h(j)＝[hr(j)，hg(j)，hb(j)]；

14、其中，hr(j)，hg(j)，hb(j)分別表示第j個裁剪圖像的紅色、綠色和藍(lán)色通道的直方圖；

15、步驟a2.2a：計算裁剪圖像的顏色直方圖，最終得到裁剪圖像的顏色直方圖h＝[hr，hg，hb]；

16、其中，hr，hg，hb分別表示裁剪圖像紅色、綠色和藍(lán)色通道的直方圖。

17、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟a2.2a中計算裁剪圖像的顏色直方圖，最終得到裁剪圖像的顏色直方圖h＝[hr，hg，hb]的具體表達(dá)式如下：

18、

19、其中，x＝r，g，b表示r，g，b的索引，hx表示通道x的直方圖，j∈j表示所有圖像的清晰度最高的前j個中的第j個。

20、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟a2中得到煙葉面積的具體表達(dá)式如下：

21、

22、其中，s表示裁剪圖像的煙葉面積，表示求和，sj表示第j個煙葉面積。

23、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述葉片破損程度的具體表達(dá)式如下：

24、

25、其中，yops表示葉片破碎程度，s表示裁剪圖像的煙葉面積，psj，k表示第j個烤煙煙葉上第k個區(qū)域的破損面積，k表示破損面積總數(shù)，表示對j個圖像中所有破損區(qū)域進(jìn)行求和。

26、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述煙葉顏色分析單元基于烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)中的煙葉顏色進(jìn)行分析計算，并得到烤煙煙葉的顏色評估得分的具體表達(dá)式如下：

27、yspf＝1一db[h，h0]

28、其中，db[h，h0]表示h，h0之間的巴氏距離，h表示裁剪圖像的顏色直方圖，h0表示標(biāo)準(zhǔn)烤煙煙葉的顏色直方圖，yspf表示烤煙煙葉的顏色評估得分。

29、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述煙葉面積分析單元基于烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)中的煙葉面積進(jìn)行分析，得到并得到烤煙煙葉的面積評估得分的具體表達(dá)式如下：

30、

31、其中，mjpf表示烤煙煙葉的面積評估得分，s0表示標(biāo)準(zhǔn)烤煙煙葉的面積，s表示裁剪圖像的煙葉面積。

32、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述煙葉破損程度分析單元基于烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)中的煙葉破損程度進(jìn)行計算分析，得到煙葉破損程度評估得分的具體表達(dá)式如下：

33、pspf＝1-yops

34、其中，yops表示葉片破碎程度，pspf表示煙葉破損程度評估得分。

35、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評價模塊基于烤煙煙葉的顏色評估得分、烤煙煙葉的面積評估得分和煙葉破損程度評估得分最終計算得到烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評分的具體表達(dá)式如下：

36、zlpf＝θ1*pspf+θ2*mjpf+θ3*yspf

37、其中，pspf表示煙葉破損程度評估得分，mjpf表示烤煙煙葉的面積評估得分，yspf表示烤煙煙葉的顏色評估得分，zlpf表示烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評分，θ1、θ2、θ3分別表示三個不同的權(quán)重系數(shù)。

38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種基于機(jī)器視覺的烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評價系統(tǒng)，具備以下有益效果：

39、本發(fā)明通過采集當(dāng)前輸送過來的烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)，并基于烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的煙葉顏色、煙葉面積和煙葉破損程度，同時預(yù)處理后的煙葉顏色、煙葉面積和煙葉破損程度，得到烤煙煙葉的顏色評估得分、烤煙煙葉的面積評估得分和煙葉破損程度評估得分，并將三者綜合得到了烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評分，從而避免了在外觀質(zhì)量接近或不同品質(zhì)因素有好有劣時，不能直觀地判斷出不同樣本之間質(zhì)量高低，從而對烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量進(jìn)行客觀評價。