一种基于图像识别的烟丝掺配均匀性检测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识别的烟丝掺配均匀性检测系统及方法，包括模型训练模块根据烟草三丝图像和烟草标注图像训练得到烟丝种类识别模型；称重单元对烟草混合丝进行称重得到各图像块区域重量；平均计算单元对若干三丝预测图像在同一图像块区域重量进行处理得到平均区域重量；系数分配单元为各图像块分配相应的权重系数，以对图像识别算法优化得到图像优化识别算法；计算模块对各优化预测图像中梗丝、烟丝和膨胀丝的像素面积进行计算；面积计算单元处理得到梗丝、烟丝和膨胀丝的计算面积占比；评价生成单元将计算面积占比与标准面积占比生成比较结果和烟丝掺配均匀度评价。本发明专利技术提升了烟丝掺配均匀性检测的时效性和精确度。确度。确度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的烟丝掺配均匀性检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及烟草加工
，尤其涉及一种基于图像识别的烟丝掺配均匀性检测系统及方法。

技术介绍

[0002]在烟草加工领域，掺配加工工序中烟丝掺配均匀性直接影响卷烟产品内在品质。这是由于所掺配的叶丝、膨胀烟丝、膨胀梗丝、薄片丝的各组成的化学性质与物理性质不同，使得最终成品卷包烟支中的糖碱比、氯钾含量根据不同的掺配比例而发生变化。烟草工业对掺配比例开展了大量研究，目的在于研究出应对不同品质的烟丝、梗丝都能够生产出内在品质与感官品质稳定性好的烟支的工艺实施技术方案。传统的烟丝参配检测一般为抽样检测，但由于工艺实际生产中烟丝掺配的量级规模大、来料稳定性不一，仅仅依靠抽样的方式来检测掺配比例均匀性是否符合工艺技术方案的要求常存在较大的波动，无法达到大批量、快速检测的目的。随着技术发展，近年来出现了基于近红外光谱技术的烟丝掺配均匀度测定方式，基于热分析技术的烟丝掺配均匀度测定方式，以及基于传统计算机视觉检测烟丝掺配比例均匀性方式。上述这些方法相较于传统抽样检测在大批量检测及检测速度方面取得了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的烟丝掺配均匀性检测系统，其特征在于，包括：称重模块(1)，用于在梗丝、烟丝和膨胀丝按照掺配比例进行掺配前，对所述梗丝、所述烟丝和所述膨胀丝分别进行称重，计算得到所述梗丝、所述烟丝和所述膨胀丝的标准重量占比，进而根据各所述标准重量比处理得到所述梗丝、所述烟丝和所述膨胀丝的标准面积占比；图像采集模块(2)，用于采集烟草制丝线上烟草输丝振槽中若干张掺配比例不同的烟草三丝图像，所述烟草三丝图像包含有所述梗丝、所述烟丝和所述膨胀丝；图像标注模块(3)，连接所述图像采集模块(2)，用于对若干所述烟草三丝图像中的所述梗丝、所述烟丝和所述膨胀丝进行人工标注，得到若干烟草标注图像，并将若干所述烟草标注图像按照比例划分为训练集和测试集；模型训练模块(4)，分别连接所述图像采集模块(2)和所述图像标注模块(3)，用于引入预设的语义分割网络模型，并将标记前的若干所述烟草三丝图像作为输入特征，将训练集中相应的若干所述烟草标注图像作为输出特征，对所述语义分割网络模型进行重新训练，得到一烟丝种类识别模型；模型优化模块(5)，连接所述模型训练模块(4)，包括：输入单元(51)，用于将验证集中的若干所述烟草标注图像相对应的若干所述烟草采集图像输入所述烟丝种类识别模型中，得到相应的若干三丝预测图像；比较单元(52)，连接所述输入单元(51)，用于将若干所述三丝预测图像与验证集中的相应若干所述烟草标注图像进行综合比对，处理得到一综合比对相似度；第一优化单元(53)，连接所述比较单元(52)，用于在所述综合比对相似度低于预设的相似度阈值时，对所述烟丝种类识别模型的权重参数进行调整并重新训练，直至各所述综合比对相似度不低于所述相似度阈值时将当前所述烟丝种类识别模型作为烟丝识别优化模型，所述烟丝识别优化模型用于输出优化预测图像，所述优化预测图像中对所述梗丝、所述烟丝和所述膨胀丝按照不同颜色进行标记区分；权重修正模块(6)，连接所述模型优化模块(5)，包括：划分单元(61)，用于选取若干张所述优化预测图像按照预设划分比例划分为若干图像块；称重单元(62)，连接所述划分单元(61)，用于对若干所述图像块所对应的所述烟草输丝振槽上实际放置区域内的烟草混合丝进行称重，得到各所述图像块相对应的区域重量；平均计算单元(63)，连接所述称重单元(62)，用于对若干张所述优化预测图像在同一个所述图像块处的区域重量进行求平均值处理，得到各所述图像块相对应的平均区域重量；系数分配单元(64)，连接所述平均计算单元(63)，用于根据各所述平均区域重量为各所述图像块分配相应的权重系数，并根据各所述图像块及相应的所述权重系数对预设的图像识别算法进行优化得到图像优化识别算法；计算模块(7)，连接所述权重修正模块(6)，根据所述图像优化识别算法对各所述优化预测图像中不同颜色的所述梗丝、所述烟丝和所述膨胀丝的像素面积进行计算，得到梗丝面积数据、烟丝面积数据和膨胀丝面积数据；均匀度评价模块(8)，分别连接所述称重模块(1)和所述计算模块(7)，包括：
面积识别单元(81)，用于根据所述图像优化识别算法从所述优化预测图像中识别得到所述梗丝、所述烟丝和所述膨胀丝的总体面积数据；面积计算单元(82)，连接所述面积识别单元(81)，用于将所述总体面积数据与所述梗丝面积数据和所述膨胀丝面积数据之和做差得到烟丝面积计算数据，进而根据所述烟丝面积计算数据、所述梗丝面积数据和优化所述膨胀丝面积数据处理得到所述梗丝、所述烟丝和所述膨胀丝的计算面积占比；评价生成单元(83)，连接所述面积计算单元(82)，用于将所述计算面积占比与所述标准面积占比做差得到相应的面积占比误差值，并将各所述面积占比误差值分别与所述误差范围进行比较生成比较结果，进而根据所述比较结果生成烟丝掺配均匀度评价。2.根据权利要求1所述的烟丝掺配均匀性检测系统，其特征在于，所述评价生成单元(83)包括：第一生成子单元(831)，用于在所述比较结果表明各所述面积占比误差值均处于相应的所述误差范围内时生成一均匀度达标的烟丝掺配均匀度评价；第二生成子单元(832)，用于在所述比较结果表明各所述面积占比误差值存在不处于相应的所述误差范围内的情况时生成一均匀度不足的烟丝掺配均匀度评价。3.根据权利要求2所述的烟丝掺配均匀性检测系统，其特征在于：所述均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈敏杰，谢尚宇，周成林，方世杰，朱航，黄金，
申请(专利权)人：杭州首域万物互联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：