[發(fā)明專(zhuān)利]一種煙葉中梗的識(shí)別與檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110705028.5
• 申請(qǐng)日: 2021-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113390799B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐大勇;李智慧;李輝;堵勁松;孟慶華;李嘉康;蘇子淇;徐波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/27
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/27;G06F16/51;G06V10/25;G06V10/28;G06V10/75
• 代理公司: 鄭州德勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41128
• 代理人: 黃紅梅

1.一種煙葉含梗率的檢測(cè)方法，其特征在于，包括：

建立已知煙葉類(lèi)型煙梗標(biāo)準(zhǔn)光譜庫(kù)，包括：

分別獲取多個(gè)己知類(lèi)型的煙葉樣品的高光譜圖像數(shù)據(jù)；

獲取的高光譜數(shù)據(jù)經(jīng)校正和選取ROI，計(jì)算得到每片樣品煙梗的純凈像元光譜；

計(jì)算所有樣品煙梗的純凈像元的平均光譜數(shù)值，將得到的平均光譜作為該類(lèi)型煙葉煙梗的標(biāo)準(zhǔn)參考光譜，并將該參考光譜存為光譜庫(kù)；

對(duì)離散后的待測(cè)樣品采集高光譜圖像數(shù)據(jù)；

利用煙梗的標(biāo)準(zhǔn)參考光譜匹配待測(cè)樣品，完成煙梗的單位像素的標(biāo)記；所述煙梗的標(biāo)準(zhǔn)參考光譜為采用已知煙葉類(lèi)型煙梗標(biāo)準(zhǔn)光譜庫(kù)建立方法建立的標(biāo)準(zhǔn)光譜庫(kù)中的對(duì)應(yīng)類(lèi)型的標(biāo)準(zhǔn)參考光譜，或由服務(wù)裝置提供的采用已知煙葉類(lèi)型煙梗標(biāo)準(zhǔn)光譜庫(kù)建立方法建立的標(biāo)準(zhǔn)光譜庫(kù)中對(duì)應(yīng)類(lèi)型的標(biāo)準(zhǔn)參考光譜，或從可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中讀取的預(yù)存的采用已知煙葉類(lèi)型煙梗標(biāo)準(zhǔn)光譜庫(kù)建立方法建立的標(biāo)準(zhǔn)光譜庫(kù)中對(duì)應(yīng)類(lèi)型的標(biāo)準(zhǔn)參考光譜；

在利用濾波算法對(duì)所述的煙葉中梗的識(shí)別方法中標(biāo)記為煙梗的像素進(jìn)行濾波后，計(jì)算煙葉含梗率；

所述煙葉中梗的識(shí)別方法具體包括：

1）利用離散裝置將待檢測(cè)煙葉均勻攤薄，攤薄后的煙葉進(jìn)入高光譜成像儀的采集區(qū)域；

2）高光譜成像儀獲取煙葉的高光譜圖像數(shù)據(jù)，采集到的高光譜圖像數(shù)據(jù)進(jìn)入圖像處理系統(tǒng)；

3）利用圖像處理系統(tǒng)對(duì)高光譜圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行黑白板校正；

4）利用圖像處理系統(tǒng)對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

5）利用圖像處理系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)煙葉圖像進(jìn)行二值化處理，去除背景區(qū)域，獲取目標(biāo)煙葉區(qū)域，統(tǒng)計(jì)并計(jì)算煙葉特征尺寸參數(shù)；

6）利用圖像處理系統(tǒng)對(duì)去除背景得到的目標(biāo)煙葉區(qū)域，運(yùn)用光譜角匹配法，設(shè)置光譜角閾值，進(jìn)行該類(lèi)型的標(biāo)準(zhǔn)參考光譜對(duì)目標(biāo)煙葉區(qū)域的光譜匹配，將匹配為煙梗的單位像素進(jìn)行標(biāo)記；

7）利用濾波算法對(duì)所述的煙葉中梗的識(shí)別方法中標(biāo)記為煙梗的像素進(jìn)行濾波；

8）統(tǒng)計(jì)并計(jì)算煙梗特征尺寸參數(shù)，結(jié)合煙葉特征尺寸參數(shù)及煙梗特征尺寸參數(shù)計(jì)算煙葉含梗率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙葉含梗率的檢測(cè)方法，其特征在于：所述計(jì)算得到每片樣品煙梗的純凈像元光譜的方法包括純像素索引法、凸錐分析法、迭代誤差分析法和頂點(diǎn)成分分析法。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙葉含梗率的檢測(cè)方法，其特征在于：所述服務(wù)裝置包括高光譜成像儀、存儲(chǔ)器和處理器，所述光譜儀、所述存儲(chǔ)器和所述處理器之間互相通信連接，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述處理器通過(guò)執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)指令，從而執(zhí)行所述的已知煙葉類(lèi)型煙梗標(biāo)準(zhǔn)光譜庫(kù)的建立方法。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙葉含梗率的檢測(cè)方法，其特征在于：所述可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述的已知煙葉類(lèi)型煙梗標(biāo)準(zhǔn)光譜庫(kù)的建立方法。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙葉含梗率的檢測(cè)方法，其特征在于：

獲取目標(biāo)煙葉區(qū)域后，統(tǒng)計(jì)并計(jì)算煙葉區(qū)域面積S_總；

將匹配為煙梗的像素進(jìn)行標(biāo)記的公式為：，式中，T為標(biāo)準(zhǔn)主成分得分矢量，R為參考主成分得分矢量，T、R均為非零向量；

統(tǒng)計(jì)并計(jì)算經(jīng)濾波處理后的煙梗的區(qū)域面積S_梗；

計(jì)算葉面積S_葉=S_總-S_梗，結(jié)合葉密度P_葉和梗密度P_梗，則葉中含梗率為：

。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙葉含梗率的檢測(cè)方法，其特征在于：所述濾波處理采用濾波窗口大小為3×3的中值濾波算法。

7.一種煙葉含梗率的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：包括離散裝置、高光譜成像儀和圖像處理服務(wù)器，所述圖像處理服務(wù)器與所述離散裝置和所述高光譜成像儀通信連接，所述圖像處理服務(wù)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述圖像處理服務(wù)器通過(guò)執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)指令，從而執(zhí)行權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的煙葉含梗率的檢測(cè)方法。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煙葉含梗率的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述高光譜成像儀的光譜范圍為短波段1000-2500nm，采集高光譜圖像數(shù)據(jù)時(shí)，設(shè)置所述高光譜成像儀的采集幀率為400、曝光時(shí)間為20m、光譜分辨率為12nm、采集圖像分辨率為686*400。