[發明專利]一種基于三維重建技術的卷煙空頭檢測方法

有效

• 申請號: 201510296923.0
• 申請日: 2015-06-02
• 公開（公告）號: CN105029691A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 董浩;邢軍;周明珠;荊熠;周德成;李曉輝;王錦平;劉鋒
• 申請（專利權）人: 國家煙草質量監督檢驗中心
• 主分類號: A24C5/34
• 分類號: A24C5/34
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳;李伊寧

1.一種基于三維重建技術的卷煙空頭檢測方法，其特征在于，依次包括如下步驟：

A：利用參數已知的標準物體或成像模型對攝像機成像系統進行標定，確定攝像機的內外部屬性參數，建立空間坐標系中物點與物點在圖像上像點的對應關系；

B：利用三維重建技術選擇成像方式，獲取待測煙支的端面圖像；

C：利用圖像處理分析系統對獲取的待測煙支的端面圖像進行預處理，去除端面圖像中的干擾和噪聲；

D：利用圖像處理分析系統提取端面圖像的特征參數；

E：根據三維重建技術選擇立體匹配方法，利用圖像處理分析系統建立步驟D中提取的端面圖像的特征參數與像點的對應關系，獲取待測煙支端面的視差圖像；

F：對步驟E中獲取的視差圖像進行圖像深度計算，恢復圖像的三維信息，構建空頭區域的三維模型；

G:利用三維尺寸測量技術分別測量三維模型中空頭區域的深度、面積以及待測煙支端面面積；

H:計算空頭區域面積所占煙支端面面積的比例，并進行判斷；當待測煙支為濾嘴卷煙時，若空頭區域的深度大于1.0mm，且空頭區域面積所占煙支端面面積的比例大于2/3時，則判斷待測煙支為空頭卷煙；當待測煙支為無嘴卷煙時，若空頭區域的深度大于1.5mm，且空頭區域面積所占煙支端面面積的比例大于2/3時，則判斷待測煙支為空頭卷煙。

2.根據權利要求1所述的基于三維重建技術的卷煙空頭檢測方法，其特征在于：所述的步驟D中，特征參數包括使用照明光源下的特征參數和使用結構光源下的特征參數；使用照明光源下的特征參數包括圖像中煙支端部的顏色、紋理、輪廓、灰度、拐點、角點和邊緣，使用結構光源下的特征參數包括受煙支端部煙絲分布調制后的結構光亮度和彎曲程度。

3.根據權利要求1或2所述的基于三維重建技術的卷煙空頭檢測方法，其特征在于：所述的步驟B中，三維重建技術采用基于單目視覺技術的三維重建技術，成像方式為一臺成像設備以及結構光源和照明光源。

4.根據權利要求3所述的基于三維重建技術的卷煙空頭檢測方法，其特征在于：所述的步驟E中，立體匹配方法為明暗度法、光度法、紋理法、輪廓法、調焦法、運動法、飛行時間法、結構光法、莫爾條紋法、全息干涉測量法、幾何光學聚焦法、激光雷達法或Fresnel衍射法。

5.根據權利要求1或2所述的基于三維重建技術的卷煙空頭檢測方法，其特征在于：所述的步驟B中，三維重建技術采用基于雙目視覺技術的三維重建技術，成像方式為兩臺成像設備以及結構光源和照明光源。

6.根據權利要求5所述的基于三維重建技術的卷煙空頭檢測方法，其特征在于：所述的步驟E中，立體匹配方法為基于顏色和灰度的區域立體匹配或基于圖像特征的立體匹配，圖像特征包括拐點、角點、邊緣、輪廓以及紋理。

7.根據權利要求1或2所述的基于三維重建技術的卷煙空頭檢測方法，其特征在于：所述的步驟B中，三維重建技術采用基于多目視覺技術的三維重建技術，成像方式為三臺和三臺以上成像設備以及結構光源和照明光源。

8.根據權利要求7所述的基于三維重建技術的卷煙空頭檢測方法，其特征在于：所述的步驟E中，立體匹配方法為明暗度法、光度法、紋理法、輪廓法、調焦法、運動法、飛行時間法、結構光法、莫爾條紋法、全息干涉測量法、幾何光學聚焦法、激光雷達法、Fresnel衍射法和/或基于顏色和灰度的區域立體匹配或基于圖像特征的立體匹配。

9.根據權利要求1所述的基于三維重建技術的卷煙空頭檢測方法，其特征在于：所述的圖像處理分析系統能夠對圖像進行降噪、平滑的調整和預處理，同時能夠根據所選擇的三維重建技術獲取圖像的特征信息，根據所選特征信息對圖像進行立體匹配、三維重建，并計算二維和三維區域的面積、深度參數。

10.根據權利要求1所述的基于三維重建技術的卷煙空頭檢測方法，其特征在于：所述的圖像處理分析系統在進行預處理時，圖像處理分析系統采用5×5像素的掃描窗口對獲取的待測煙支的端面圖像按照自上到下、自左到右的順序進行掃描，計算出各個圖像中掃描窗口內的圖像均值及方差Var，若方差Var大于設定閾值TD，則對該點采用快速中值濾波方法進行平滑處理，除去圖像中的干擾和噪聲。