[發明專利]基于機器視覺和高光譜技術的煙葉智能分級系統和方法

有效

• 申請號: 201310499083.9
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103543107B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 梁洪波;梁永
• 申請（專利權）人: 梁洪波
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27
• 代理公司: 北京高沃律師事務所11569
• 代理人: 王加貴

技術領域

本發明涉及一種煙葉分級系統，尤其涉及基于機器視覺和高光譜技術的煙葉智能分級系統和方法。

背景技術

中國是世界煙葉生產大國，煙葉分級是煙葉質量鑒定的一個過程，是農、商、工對煙葉價值評判的必須的一個環節。到目前為止，煙葉分級皆為人工進行，由于煙農分級技術差異較大，造成等級混亂、純凈度不高，因而造成煙葉收購過程中為煙葉價格造成紛爭，同時為工業更好利用不同價值的煙葉造成困難。加之煙葉分級過程勞動強度大，投入勞力較多，因而分級成本高。

近年來，不少科研工作者和科研單位展開了煙葉自動分級方法的研究，大多數利用圖像處理和色度學理論得到煙葉分級特征進行煙葉分級，這些特征很難包含煙葉的內部品質信息；也有部分利用高光譜成像技術或紅外光譜分析的方法得到煙葉的內部品質特征，但卻無法同時得到煙葉的幾何形狀等外部特征，且具有采集時間長、數據量大或損壞煙葉的缺點；鄭州大學的發明專利《利用光譜和圖像特征進行煙葉分級的方法》綜合利用了圖像處理和紅外光譜分析方法，得到煙葉的外部特征和內部特征，能準確的劃分煙葉等級，但其設備復雜、成本高，且光譜信息采樣區域小否則掃描采集的時間長，不利于在線式的煙葉分級系統。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供基于機器視覺和高光譜技術的煙葉智能分級系統和方法。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

本發明基于高光譜技術的煙葉智能分級系統，包括燈箱主體、工業CCD、濾波片組件、暖光源組、聚氟乙烯參照白板和計算機，所述暖光源組為多個燈泡組成并均勻分布于所述燈箱主體內的內壁上，所述聚氟乙烯參照白板設置于所述燈箱主體內的底部，所述工業CCD和所述濾波片組件均設置于所述燈箱主體內的頂部且所述濾波片組件的濾波片位于所述工業CCD的前端，所述工業CCD的信號傳輸端通過數據線與所述計算機的信號傳輸端連接，待測煙葉位于所述燈箱主體內的底部。

具體地，所述暖光源組的燈泡為4個。

本發明基于高光譜技術的煙葉智能分級方法，包括以下步驟：

(1)、挑選一批已知等級的煙葉樣品，并將其分為兩份，取一份煙葉樣品建立模型；

(2)、采集煙葉樣品的圖像，儲存到計算機上，即得到煙葉等級判斷數據庫；

(3)、通過標準煙葉樣本的彩色圖像信息和對應的等級，對采集好的模型進行訓練，得到訓練好的模型；

(4)、分析煙葉的紅外窄波段灰度圖像，根據數據處理結果對上一步得到的模型進行修正，得到最終模型；

(5)、取第二份煙葉樣品作為待檢樣；

(6)、依次將待測煙葉送到燈箱主體內；

(7)、計算機自動控制工業CCD和濾波片組件，采集得到煙葉的彩色圖像和紅外窄波段灰度圖像；

(8)、系統自動對煙葉圖像處理，并根據步驟(4)中得到的模型對煙葉進行智能分級。

本發明的有益效果在于：

本發明是基于機器視覺和高光譜技術的煙葉智能分級系統和方法，與現有技術相比，本發明應用高速圖像處理技術對采集到的煙葉圖像進行處理，一次得到煙葉的幾何形狀特征、顏色特征、紋理特征和內部品質特征，設計結構簡單穩定，實現了煙葉的智能分級，且分級速度很快，大大提高了煙葉分級的效率和客觀性，統一了煙葉收購過程中的等級指標，提高等級純凈度，為卷煙工業更好使用煙葉提供保障，同時可提高分級效率，降低生產成本。

附圖說明

圖1是本發明所述基于機器視覺和高光譜技術的煙葉智能分級系統的結構示意圖；

圖2是本發明所述基于機器視覺和高光譜技術的煙葉智能分級方法的流程圖。

圖中：1-燈箱主體、2-工業CCD、3-濾波片組件、4-暖光源組、5-聚氟乙烯參照白板、6-待測煙葉、7-計算機。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：