[發(fā)明專利]基于圖像分析的卷煙煙絲結(jié)構(gòu)表征方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710205729.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106770303B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田斌強(qiáng);張芊;席奇亮;葉長(zhǎng)文;趙銘欽;于建軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/84
• 分類號(hào): G01N21/84;G01N21/95
• 代理公司: 長(zhǎng)沙星耀專利事務(wù)所(普通合伙) 43205
• 代理人: 許伯嚴(yán)

本發(fā)明涉及一種基于圖像分析的卷煙煙絲結(jié)構(gòu)表征方法，屬于煙絲結(jié)構(gòu)的表征方法技術(shù)領(lǐng)域。該方法如下：取少量煙支剝離煙絲并稱重，將煙絲平鋪進(jìn)行拍照，用處理軟件提取圖片中煙絲數(shù)量及單根煙絲長(zhǎng)度信息；提取圖像中的比例尺信息；用比例尺將圖像中煙絲長(zhǎng)度信息換算成煙絲長(zhǎng)度。根據(jù)以上信息可以獲知：樣品煙絲平均長(zhǎng)度、最小長(zhǎng)度、最大長(zhǎng)度、累積長(zhǎng)度；煙絲平均線密度；不同煙絲長(zhǎng)度區(qū)段數(shù)量結(jié)構(gòu)；不同煙絲長(zhǎng)度區(qū)段頻數(shù)分布及正態(tài)擬合曲線等。該方法簡(jiǎn)單可行，結(jié)果呈現(xiàn)更加多樣化、能對(duì)煙絲結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化表征，可潛在應(yīng)用于均質(zhì)化加工評(píng)價(jià)及產(chǎn)品質(zhì)量差異分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煙絲結(jié)構(gòu)的表征方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于圖像分析的卷煙煙絲結(jié)構(gòu)表征方法。

背景技術(shù)

煙絲結(jié)構(gòu)是指不同長(zhǎng)度區(qū)段煙絲占總煙絲的質(zhì)量百分比，是表征整絲率、碎絲率的有效方式。不同的煙絲結(jié)構(gòu)對(duì)卷煙端部落絲量有明顯影響，對(duì)穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量有良好的基礎(chǔ)作用。也就是說(shuō)，煙絲結(jié)構(gòu)差異不僅影響產(chǎn)品的物理質(zhì)量、吸食品質(zhì)，還可能影響卷接工藝?，F(xiàn)行的煙絲結(jié)構(gòu)測(cè)定方法是將樣品煙絲通過(guò)煙絲振動(dòng)分選篩，使不同長(zhǎng)度的煙絲實(shí)現(xiàn)分離，結(jié)果以各層或某層篩網(wǎng)上的累計(jì)質(zhì)量占總質(zhì)量的比例來(lái)表示。有學(xué)者指出，該方法的不足之處在于：(1)從采樣到稱重多采用人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大，采樣周期長(zhǎng)，并且受人為因素影響較多，評(píng)價(jià)的客觀性差；(2)數(shù)據(jù)只能用手工錄入，與煙草企業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)與管理不相適應(yīng)；(3)由于檢測(cè)是抽樣進(jìn)行，無(wú)實(shí)時(shí)性，若結(jié)果顯示不合格時(shí)，有很多的煙絲已經(jīng)進(jìn)入了下一步的生產(chǎn)線，影響煙支生產(chǎn)質(zhì)量。申曉鋒等人則指出，這些表征方法僅表明了離散的煙絲尺寸分布，無(wú)法準(zhǔn)確描述不同區(qū)間內(nèi)煙絲尺寸的連續(xù)分布及其變化情況，且無(wú)法描述煙絲結(jié)構(gòu)分布的均勻性，而煙絲尺寸分布的均勻性同樣會(huì)對(duì)卷煙質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。除此以外，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)存在的問(wèn)題還包括分析時(shí)間長(zhǎng)，分析受到篩分頻率、篩分時(shí)間、篩分強(qiáng)度等影響較大，結(jié)構(gòu)的呈現(xiàn)較為粗放，缺乏煙絲尺度連續(xù)化的精細(xì)表達(dá)，在線檢測(cè)難度較大等問(wèn)題。有學(xué)者以煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，改進(jìn)了煙絲結(jié)構(gòu)測(cè)定的設(shè)備，探索了在線監(jiān)測(cè)的可能性，申請(qǐng)了專利，但是他們的研究都是以三或四個(gè)尺寸區(qū)段為基礎(chǔ)的，結(jié)果的呈現(xiàn)只能是3大區(qū)段，缺乏區(qū)段內(nèi)煙絲結(jié)構(gòu)精細(xì)化表述。有學(xué)者研究表明2.50～3.35mm煙絲比例大小對(duì)卷煙機(jī)的控制能力影響較大，而卷煙工藝規(guī)范中只對(duì)大于2.50mm煙絲即整絲率進(jìn)行檢測(cè)與考核，顯得較為寬泛，所以，應(yīng)該對(duì)煙絲結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化表征。隨著品牌規(guī)模擴(kuò)大，產(chǎn)品均質(zhì)化生產(chǎn)成為企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。除了感官評(píng)吸和煙支規(guī)格等傳統(tǒng)手段驗(yàn)證均質(zhì)化程度以外，用煙支中的煙絲結(jié)構(gòu)表征作為一種判斷均質(zhì)化程度及產(chǎn)品質(zhì)量差異分析的方式，也是本領(lǐng)域技術(shù)人員值得研究的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種基于圖像分析的卷煙煙絲結(jié)構(gòu)表征方法，該方法運(yùn)用圖像分析手段打破了原行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中煙絲結(jié)構(gòu)區(qū)段劃分的定式，簡(jiǎn)單可行，結(jié)果呈現(xiàn)更加多樣化、能對(duì)煙絲結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化表征，可潛在應(yīng)用于均質(zhì)化加工評(píng)價(jià)，具有更強(qiáng)的可讀性和可用性。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

基于圖像分析的卷煙煙絲結(jié)構(gòu)表征方法，包括如下步驟：

步驟一：選取數(shù)個(gè)不同牌號(hào)的成品卷煙作為樣品，按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16447-1996調(diào)節(jié)樣品含水率，然后隨機(jī)抽取樣品，取出其煙絲作為測(cè)試對(duì)象；

步驟二：將煙絲小心攤開(kāi)在畫(huà)有長(zhǎng)度標(biāo)尺的干凈白紙上，選擇合適的光照度，用數(shù)碼相機(jī)垂直拍照，用Image-Pro Plus軟件對(duì)數(shù)碼照片中的待測(cè)目標(biāo)著色，選取AOI區(qū)進(jìn)行測(cè)量操作，并以參考標(biāo)尺像素為標(biāo)準(zhǔn)，將所有目標(biāo)物像素?fù)Q算成目標(biāo)物長(zhǎng)度，按照煙絲長(zhǎng)度對(duì)獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行排列，獲取的各品牌煙絲長(zhǎng)度信息，用數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)各品牌卷煙煙絲長(zhǎng)度進(jìn)行進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)；