[發明專利]煙支濾棒缺陷檢測方法、裝置、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202310264767.4
• 申請日: 2023-03-20
• 公開（公告）號: CN115984593B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 肖曉暉;程佳慧;朱成立
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06V10/75
• 分類號: G06V10/75;G06V10/764;G06V10/762;G06V10/80;G06V10/82;G06V10/26;G06N3/0464;G06N3/0455;G06N3/0442;G06N3/048;G06N3/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 龔雅靜

本發明提供煙支濾棒缺陷檢測方法、裝置、設備及存儲介質，包括采集正常及有缺陷的煙支濾棒圖像，集合成煙支濾棒圖像數據集，對圖像數據集進行預處理，根據缺陷類型和缺陷位置將缺陷濾棒圖像標注分類為外觀缺陷、爆珠缺陷或段長缺陷，建立集成缺陷分類模型、外觀缺陷和爆珠缺陷檢測模型及段長缺陷檢測模型的煙支濾棒缺陷檢測模型，標注分類后的煙支濾棒圖像輸入到煙支濾棒缺陷檢測模型中進行訓練，利用訓練好的煙支濾棒缺陷檢測模型對新的煙支濾棒圖像進行檢測，若檢測到外觀缺陷、爆珠缺陷或段長缺陷，則將該圖像對應的煙支濾棒剔除，本發明通過煙支濾棒缺陷檢測模型實現對煙支濾棒段長缺陷、爆珠缺陷和外觀缺陷的實時、全面檢測。

技術領域

本發明涉及煙支濾棒缺陷檢測技術領域，具體涉及煙支濾棒缺陷檢測方法、裝置、設備及存儲介質。

背景技術

煙支濾棒是卷煙生產中必不可少的材料，煙支濾棒質量的好壞直接影響最終產品的質量，也影響著產品的形象和生產。為提升卷煙的抽吸品質和滿足消費者的感官需求，復合煙支濾棒逐漸興起，爆珠是一種煙草添加劑，常添加于煙支濾棒中，可以提升香煙口感，增加消費者的使用體驗。在實際生產過程中，受到設備、人工等各種因素影響，煙支濾棒容易出現褶皺、破損、相位漂移等生產不合格現象，影響卷煙的質量。煙支濾棒的缺陷可分為外觀缺陷、段長缺陷以及爆珠缺陷，外觀缺陷包括褶皺、臟污、翹邊、破損、水松紙缺陷等，段長缺陷包括相位漂移、長度不準、基棒排列錯誤，爆珠缺陷包括爆珠缺珠、多珠、空殼等。其中，相位漂移指煙支濾棒各段的長度與生產規定長度之間存在±1.0mm左右的偏差，長度不準指煙支濾棒各段的長度與規定長度間偏差在0.2mm以內，基棒排列錯誤指煙支濾棒各段的排列順序與規定順序不符。這些缺陷嚴重影響卷煙質量，所以對煙支濾棒進行缺陷檢測十分必要。

針對煙支濾棒的外觀缺陷、段長缺陷和爆珠缺陷，傳統檢測方法均采用人工肉眼抽檢的方式，十分依賴操作人員的主觀意識和經驗，并且由于卷煙機等生產設備的效率遠高于人工檢查，使得該方式只能采用抽樣作業，導致遺漏檢查部分缺陷煙支，存在成本高、勞動強度大、篩選效率低等問題，無法滿足卷煙廠高精度在線實時檢測煙支濾棒缺陷的需求。針對煙支濾棒的段長缺陷，基于微波法檢測的方法逐漸被應用，由于微波諧振腔的檢測范圍有限，該方法只適用于小數量煙支的長度測量，無法滿足工廠流水線作業的需求。針對煙支濾棒的爆珠生產缺陷，基于微波法和X射線法檢測的方法逐漸被應用，而人體若長期暴露在X射線環境下，會造成一定程度的損傷。因此提供一種精度高、效率快、安全、實時性好、檢測功能全面的煙支濾棒缺陷檢測系統十分重要。

目前公開的發明中檢測功能較為單一，未能同時檢測煙支濾棒的外觀缺陷、段長缺陷以及爆珠的生產缺陷。公開號CN113034483A基于深度遷移學習的方法進行煙支缺陷檢測，采用二分類SoftMax層對煙支是否存在缺陷進行檢測，未能對煙支缺陷類型進行檢測和判斷。公開號CN115311250A對煙支的卷煙紙區域和水松紙區域分別進行處理，針對卷煙紙區域建立圖像模板進行對比，針對水松紙區域，采用改進后的ResNet18網絡模型進行缺陷檢測，但是并未將水松紙區域的所有缺陷類型完全涵蓋，功能不全面。公開號CN108225222A采用微波法對煙支濾棒進行長度測量，但由于微波諧振腔的檢測范圍固定，當樣本數據密度較高時，煙支濾棒長度無法被準確測量，且金屬材質反射的微波會造成相關微波單元損壞，影響實際檢測。公開號CN113008169A采用X射線對煙支爆珠進行識別檢測，檢測功能較單一，無法滿足對煙支濾棒缺陷同時檢測的需求。

發明內容

根據現有技術的不足，本發明的目的是提供煙支濾棒缺陷檢測方法、裝置、設備及存儲介質，替代了傳統的人工質檢等環節，檢測功能全面，能夠快速且準確地檢測煙支濾棒的各種缺陷。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

煙支濾棒缺陷檢測方法，包括以下步驟：

步驟S100、采集正常及有缺陷的煙支濾棒圖像，集合成煙支濾棒圖像數據集；