基于图像处理的烟梗膨胀率测定系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于图像处理的烟梗膨胀率测定系统及方法，基于图像处理的烟梗膨胀率测定系统，包括支架、相机、动力装置和图像处理装置；动力装置包括电机和竖直设置的转动轴，转动轴的上端固定设置有载物圆盘；电机固定设置在位于支架上的固定底座上，相机与载物圆盘设置在同一水平高度，相机的信号输出端连接图像处理装置的信号输入端；烟梗膨胀率测定方法，包括以下步骤：一、制备被测烟梗；二、测量被测烟梗的横截面积；三、计算烟梗横截面的面积的平均值；四、对被测烟梗膨胀处理，测量膨胀处理后的被测烟梗的横截面积并计算横截面面积的平均值；五、计算烟梗膨胀率；本发明专利技术具有操作简单、检测成本低、效率高和检测结果精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烟草检测
，尤其涉及一种基于图像处理的烟梗膨胀率测定系 统及方法。
技术介绍
烟梗是烟叶的重要组成部分，通过梗叶分离后，可制得占烟叶总重25%左右的烟 梗。它所含的化学成分的性质基本上与叶片相同，而在含量上则不及叶片。用烟梗所制成的 梗丝，燃吸过程中香气不足，吸味平淡，刺激性和劲头较小，杂气较重，尤其是木质性杂气 重。适当降低烟梗中细胞壁类物质的含量能改善烟梗的吸食品质，提高其在卷烟配方中的 应用比例。因此，烟梗加工的目的主要在于提高烟叶原料的利用率，减少浪费，降低生产成 本;发挥梗丝较强的支撑作用，增加烟丝的填充能力和燃吸时空气的透过量，达到降低消 耗，提高烟支燃烧性的目的。目前烟梗处理技术主要包括烟梗成丝技术、烟梗膨胀制粒技术 和梗丝再造技术。自60年代后期以来，烟草膨胀工艺技术发展迅速，新技术、新工艺不断涌 现，烟草膨胀工艺已成为卷烟制造过程中的重要组成部分。近几年来世界上许多国家对离 线和在线式烟草膨胀工艺技术和设备又进行了进一步的深入研究，取得了许多新成果，出 现了大量有关烟草膨胀的专利。目前，对于烟梗膨胀率的测定方法没有统一标准，多通过排 液法和多维图像法测量烟梗体积。因此，需要一种简单、准确的烟梗膨胀率测定系统及方 法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种操作简单、结果准确、效率高的基于图像处理的烟梗膨 胀率测定系统及方法。 本专利技术采用的技术方案为:一种基于图像处理的烟梗膨胀率测定系统，包括支架、 相机、动力装置和图像处理装置;动力装置包括电机和竖直设置的转动轴，转动轴的上端固 定设置有载物圆盘；电机固定设置在位于支架上的固定底座上，相机与载物圆盘设置在同 一水平高度，相机的信号输出端连接图像处理装置的信号输入端；图像处理装置用于对相 机拍摄的图像进行处理，得到烟梗横截面的面积和膨胀处理后的烟梗横截面的面积，并利 用烟梗横截面的面积和膨胀处理后的烟梗横截面的面积求得烟梗膨胀率。 所述的图像处理装置包括数据传输模块、图像处理模块和数据处理模块，相机的 信号输出端通过数据传输模块连接图像处理模块的信号输入端，图像处理模块的信号输出 端连接数据处理模块的信号输入端，信号处理模块的信号输出端用于通过数据传输模块连 接显示模块。 所述的图像处理模块，首先，采用图像平滑算法对所拍摄的图像进行处理，以去除 图像中的干扰以及无用信息；其次，对图像进行二值化处理，得到被测烟梗的外形轮廓；最 后，计算出烟梗横截面的面积的平均值瓦和膨胀处理后的烟梗横截面的面积的平均值为 Si ^ 所述的数据处理模块，根据图像处理模块得到的烟梗横截面的面积的平均值f和 膨胀处理后的烟梗横截面的面积的平均值为$，利用公式^二^χ?οο%求得烟梗膨胀率。 5? 所述的载物圆盘上表面径向均匀设置有多个沟槽。 电机和转动轴之间设置有减速机。 本专利技术所述的基于图像处理的烟梗膨胀率测定系统还设置有罩体和光源，罩体设 置在动力装置和相机的外侧，光源设置在罩体的内壁上。所述的电机为伺服电机，伺服电机的转速为150rad/s~300rad/s;所述的减速机 为蜗轮蜗杆减速机，蜗轮蜗杆减速机的传动比为1:40。所述的相机为线阵CCD工业相机，拍摄时间间隔为〇.5s~Is。 -种利用基于图像处理的烟梗膨胀率测定系统的测定方法，依次包括以下步骤：步骤一，用刀片将沿烟梗横向进行切割，制成被测烟梗； 步骤二，将切割后的烟梗沿载物圆盘上的沟槽摆放，使烟梗的横截面靠近载物圆 盘的外延，启动基于图像处理的烟梗膨胀率测定系统，相机拍摄烟梗的横截面； 步骤三，将拍摄到的烟梗横截面的图像进行处理，首先，采用图像平滑算法对所拍 摄的图像进行处理，以去除图像中的干扰以及无用信息；其次，对图像进行二值化处理，得 到被测烟梗的外形轮廓;最后，计算出烟梗横截面的面积的平均值瓦; 步骤四，将被测烟梗从载物圆盘取下，膨胀处理后，重复步骤一、步骤二和步骤三， 得到膨胀处理后的烟梗横截面的面积的平均值为瓦1: 步骤五，数据输出，根据步骤三和步骤四得到的烟梗横截面的面积的平均值瓦和 膨胀处理后的烟梗横截面的面积的平均值为$，利用公式^?^χ?οο%求得烟梗膨胀。 So- 本专利技术中相机和动力装置互相配合，采集烟梗横截面图像，并将采集到的图像传 递给图像处理装置进行处理，图像处理装置能准确计算得到烟梗的膨胀率，本专利技术具有操 作简单、检测成本低、效率高和检测结果精度高的优点。【附图说明】 图1为本专利技术所述的基于图像处理的烟梗膨胀率测定系统的结构示意图； 图2为本专利技术所述的动力装置的结构示意图； 图3为本专利技术所述的图像处理装置的结构示意图。【具体实施方式】 如图1和图2所示，本专利技术所述的基于图像处理的烟梗膨胀率测定系统，包括支架 7、相机5、动力装置和图像处理装置； 动力装置包括电机10和竖直设置的转动轴8,电机10和转动轴8之间设置有减速机 9,转动轴8的上端固定设置有载物圆盘3;减速机9和电机10固定设置在位于支架7上的固定 底座6上，相机5与载物圆盘3设置在同一水平高度，以保证拍摄到烟梗的横截面的完整正视 图。相机5的信号输出端连接图像处理装置的信号输入端。所述的载物圆盘3上表面径向均 匀设置有多个沟槽4,本实施例中，载物圆盘3上表面径向均匀设置有八个半圆沟槽4。图像处理装置用于对相机拍摄的图像进行处理，得到烟梗横截面的面积和膨胀处 理后的烟梗横截面的面积，并利用烟梗横截面的面积和膨胀处理后的烟梗横截面的面积求 得烟梗膨胀率。如图3所示，所述的图像处理装置包括数据传输模块、图像处理模块和数据处理模 块，相机5的信号输出端通过数据传输模块连接图像处理模块的信号输入端，图像处理模块 的信号输出端连接数据处理模块的信号输入端，图像处理模块的信号输出端用于通过数据 传输模块连接显示模块。所述的图像处理模块，首先，采用图像平滑算法对所拍摄的图像进行处理，以去除 图像中的干扰以及无用信息；其次，对图像进行二值化处理，得到被测烟梗的外形轮廓；最 后，计算出烟梗横截面的面积的平均值^和膨胀处理后的烟梗横截面的面积的平均值为 〇 所述的数据处理模块，根据烟梗横截面的面积的平均值T和膨胀处理后的烟梗横 截面的面积的平均值为瓦，利用公式^^ X100%求得烟梗膨胀率。当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像处理的烟梗膨胀率测定系统，其特征在于：包括支架、相机、动力装置和图像处理装置；动力装置包括电机和竖直设置的转动轴，转动轴的上端固定设置有载物圆盘；电机固定设置在位于支架上的固定底座上，相机与载物圆盘设置在同一水平高度，相机的信号输出端连接图像处理装置的信号输入端；图像处理装置用于对相机拍摄的图像进行处理，得到烟梗横截面的面积和膨胀处理后的烟梗横截面的面积，并利用烟梗横截面的面积和膨胀处理后的烟梗横截面的面积求得烟梗膨胀率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁美宙，于建春，姚二民，李晓，刘向真，王海滨，李全胜，周利军，陈芝飞，景天，李禄成，郭乃伟，顾小燕，
申请(专利权)人：河南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南;41