一种烟丝中异物检测方法及系统

技术领域

本发明涉及卷烟生产工艺技术领域，更具体地，涉及一种烟丝中异物检测方法及系统。

背景技术

在烟草制造加工过程中，烟草中的异物会对卷烟吸味产生影响，降低产品的内在质量。烟片的异物随烟片进入切丝机进行切削。因切后异物较为细小，混入烟丝后难以及时发现，流入下道工序造成质量事故。

因此，如何提供一种烟丝中异物检测方法及系统成为本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种烟丝中异物检测方法及系统。

本发明第一方面公开了一种烟丝中异物检测方法，所述方法包括：

步骤S1、对烟丝的颜色进行识别，如果烟丝的红、绿和蓝像素值超过第一预设值，则判断像素值为异常像素点；

步骤S2、将红、绿和蓝的异常像素点进行连接和叠加，形成异物整体的形状；

步骤S3、如果所述异物整体的形状的长度大于第二预设值或宽度大于第三预设值，则判断所述异物整体的形状为异常形状；

步骤S4、对所述异常形状的图像进行报警，提醒生产线进行停机处理。

根据本发明第一方面的方法，在所述步骤S1中，所述对烟丝的颜色进行识别，如果烟丝的红、绿和蓝像素值超过第一预设值，则判断像素值为异常像素点的方法包括：

针对不同的牌号的烟丝设定不同的红、绿和蓝像素值做为基础值，当识别的烟丝图像中的红、绿和蓝像素值减去相对应的牌号烟丝基础值后的差异值大于第一预设值时，则判断像素值为异常像素点。

根据本发明第一方面的方法，在所述步骤S2中，所述将红、绿和蓝的异常像素点进行连接和叠加，形成异物整体的形状的方法包括：

将红、绿和蓝单通道下的第四预设值以上的异常像素点进行连接，形成单通道的像素区域，所述像素区域的边缘处以所述第一预设值进行平滑连线处理，勾勒出异物的形状；再将红、绿和蓝三个通道的异物的形状进行叠加，形成异物整体的形状。

根据本发明第一方面的方法，在所述步骤S3中，所述第二预设值等于5cm；所述第三预设值等于1.5cm。

根据本发明第一方面的方法，在所述步骤S2中，所述方法还包括：在所述异物整体的形状中，应用图像处理方法识别出梗签和烟油块，将所述梗签和烟油块视为正常烟丝形状。

根据本发明第一方面的方法，在所述步骤S4中，将报警的异常形状的图像经人工识别后判为正常的图像，提取其特征，将所述判为正常的图像和其特征输入数据库，视为正常烟丝形状。

根据本发明第一方面的方法，在所述步骤S4中，将未报警的正常烟丝形状的图像经人工识别后判为异常的图像，提取其特征，将所述判为异常的图像和其特征输入数据库，视为异常形状。

本发明第二方面公开了一种烟丝中异物检测系统，所述系统包括：

第一处理模块，被配置为，对烟丝的颜色进行识别，如果烟丝的红、绿和蓝像素值超过第一预设值，则判断像素值为异常像素点；

第二处理模块，被配置为，将红、绿和蓝的异常像素点进行连接和叠加，形成异物整体的形状；

第三处理模块，被配置为，如果所述异物整体的形状的长度大于第二预设值或宽度大于第三预设值，则判断所述异物整体的形状为异常形状；

第四处理模块，被配置为，对所述异常形状的图像进行报警，提醒生产线进行停机处理。

本发明第三方面公开了一种电子设备。电子设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现本公开第一方面中任一项的一种烟丝中异物检测方法中的步骤。

本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现本公开第一方面中任一项的一种烟丝中异物检测方法中的步骤。

根据本发明公开的技术内容，具有如下有益效果：通过烟丝颜色、形状、对比识别后进行报警，减轻了人工劳动，提高了异物识别的准确度，保障了烟丝质量的稳定性。操作简单，检测效果良好，具有很好的工业应用价值和推广应用前景。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为根据实施例提供的一种烟丝中异物检测方法的流程图。

图2为根据本发明实施例的一种烟丝中异物检测系统的结构图；

图3为根据本发明实施例的一种电子设备的结构图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

实施例1：

本发明公开了一种烟丝中异物检测方法。图1为根据本发明实施例的一种烟丝中异物检测方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：

步骤S1、对烟丝的颜色进行识别，如果烟丝的红、绿和蓝像素值超过第一预设值，则判断像素值为异常像素点；

步骤S2、将红、绿和蓝的异常像素点进行连接和叠加，形成异物整体的形状；

步骤S3、如果所述异物整体的形状的长度大于第二预设值或宽度大于第三预设值，则判断所述异物整体的形状为异常形状；

步骤S4、对所述异常形状的图像进行报警，提醒生产线进行停机处理。

在步骤S1，对烟丝的颜色进行识别，如果烟丝的红、绿和蓝像素值超过第一预设值，则判断像素值为异常像素点。

在一些实施例中，在所述步骤S1，所述对烟丝的颜色进行识别，如果烟丝的红、绿和蓝像素值超过第一预设值，则判断像素值为异常像素点的方法包括：

针对不同的牌号的烟丝设定不同的红、绿和蓝像素值做为基础值，当识别的烟丝图像中的红、绿和蓝像素值减去相对应的牌号烟丝基础值后的差异值大于第一预设值时，则判断像素值为异常像素点。

具体地，将不同牌号烟丝因原料不同，设置不同的红、绿和蓝像素值。通过模拟训练，针对不同的牌号设定不同的红、绿和蓝像素值做为基础值。识别图像时，设定差异值开关值为90，当图像中的红、绿和蓝像素值减去相对应的牌号烟丝基础值后的差异值大于90时，判断为异常像素点。

在步骤S2，将红、绿和蓝的异常像素点进行连接和叠加，形成异物整体的形状。

在一些实施例中，在所述步骤S2中，所述将红、绿和蓝的异常像素点进行连接和叠加，形成异物整体的形状的方法包括：

将红、绿和蓝单通道下的第四预设值以上的异常像素点进行连接，形成单通道的像素区域，所述像素区域的边缘处以所述第一预设值进行平滑连线处理，勾勒出异物的形状；再将红、绿和蓝三个通道的异物的形状进行叠加，形成异物整体的形状。

所述方法还包括：在所述异物整体的形状中，应用图像处理方法识别出梗签和烟油块，将所述梗签和烟油块视为正常烟丝形状。

具体地，对于差异值在90以下的像素点，以50为第四预设值进行形状判断，将红、绿和蓝单通道下的50以上的异常像素点进行连接，形成单通道的像素区域，所述像素区域的边缘处以90进行平滑连线处理，勾勒出异物的形状；再将红、绿和蓝三个通道的异物的形状进行叠加，形成异物整体的形状。

在正产烟丝中，存在一些梗签(支撑烟叶的烟筋，称为烟梗，切丝后称为梗签)，形状不规则，这部分属于正产烟丝形态，不需要报警。烟丝中的烟油块(在切丝过程中，烟叶中的油分在切削时挤压出，逐渐形成块状物质流入烟丝中，后续会在烘丝工序因高温溶解重新被烟丝部分吸收)属于正产形态，不需要检出。

在步骤S3，如果所述异物整体的形状的长度大于第二预设值或宽度大于第三预设值，则判断所述异物整体的形状为异常形状。

在一些实施例中，在所述步骤S3中，所述第二预设值等于5cm；所述第三预设值等于1.5cm。

具体地，烟丝加工过程中设定有切丝宽度标准值(如某一牌号设定1±0.1mm)，将烟丝宽度的标准值1.5倍设定为第三预设值(如某一牌号设定1.5mm)。正常形状的烟丝长度不会超出5cm，宽度不会超出1.2mm，厚度不会超出0.2mm。设定判断依据是长度为5cm，宽度为1.5mm。(异物切后的形状有明显区别，如纸板、胶条等异物切后厚度远大于1.5mm，裙边等异物长度远大于5cm)。

如果所述异物整体的形状的长度大于5cm或宽度大于1.5mm，则判断所述异物整体的形状为异常形状。

在步骤S4，对所述异常形状的图像进行报警，提醒生产线进行停机处理。

在一些实施例中，在所述步骤S4中，将报警的异常形状的图像经人工识别后判为正常的图像，提取其特征，将所述判为正常的图像和其特征输入数据库，视为正常烟丝形状。

将未报警的正常烟丝形状的图像经人工识别后判为异常的图像，提取其特征，将所述判为异常的图像和其特征输入数据库，视为异常形状。

具体地，提取梗签、烟油块的颜色、形状特征，输入数据库中，并将正常梗签、烟油块的图像提取到数据库中。将检测到异常像素区域的红、绿和蓝值和形状和数据库进行对比，颜色相近(红、绿、蓝像素值差异值设为50)，形状相似(边缘化对比)时，视为正常，不进行报警。

将报警的异常形状的图像经人工识别后判为正常的图像，提取其特征，将所述判为正常的图像和其特征输入数据库，视为正常烟丝形状。

将未报警的正常烟丝形状的图像经人工识别后判为异常的图像，提取其特征，将所述判为异常的图像和其特征输入数据库，视为异常形状。

对所述异常形状的图像进行报警，提醒生产线进行停机处理。

综上，本发明提出的方案能够通过烟丝颜色、形状、对比识别后进行报警，减轻了人工劳动，提高了异物识别的准确度，保障了烟丝质量的稳定性。操作简单，检测效果良好，具有很好的工业应用价值和推广应用前景。

实施例2：

本发明公开了一种烟丝中异物检测系统。图2为根据本发明实施例的一种烟丝中异物检测系统的结构图；如图2所示，所述系统100包括：

第一处理模块101，被配置为，对烟丝的颜色进行识别，如果烟丝的红、绿和蓝像素值超过第一预设值，则判断像素值为异常像素点；

第二处理模块102，被配置为，将红、绿和蓝的异常像素点进行连接和叠加，形成异物整体的形状；

第三处理模块103，被配置为，如果所述异物整体的形状的长度大于第二预设值或宽度大于第三预设值，则判断所述异物整体的形状为异常形状；

第四处理模块104，被配置为，对所述异常形状的图像进行报警，提醒生产线进行停机处理。

根据本发明第二方面的系统，所述第一处理模块101具体被配置为，所述对烟丝的颜色进行识别，如果烟丝的红、绿和蓝像素值超过第一预设值，则判断像素值为异常像素点的方法包括：

针对不同的牌号的烟丝设定不同的红、绿和蓝像素值做为基础值，当识别的烟丝图像中的红、绿和蓝像素值减去相对应的牌号烟丝基础值后的差异值大于第一预设值时，则判断像素值为异常像素点。

具体地，将不同牌号烟丝因原料不同，设置不同的红、绿和蓝像素值。通过模拟训练，针对不同的牌号设定不同的红、绿和蓝像素值做为基础值。识别图像时，设定差异值开关值为90，当图像中的红、绿和蓝像素值减去相对应的牌号烟丝基础值后的差异值大于90时，判断为异常像素点。

根据本发明第二方面的系统，所述第二处理模块102具体被配置为，所述将红、绿和蓝的异常像素点进行连接和叠加，形成异物整体的形状的方法包括：

将红、绿和蓝单通道下的第四预设值以上的异常像素点进行连接，形成单通道的像素区域，所述像素区域的边缘处以所述第一预设值进行平滑连线处理，勾勒出异物的形状；再将红、绿和蓝三个通道的异物的形状进行叠加，形成异物整体的形状。

所述方法还包括：在所述异物整体的形状中，应用图像处理方法识别出梗签和烟油块，将所述梗签和烟油块视为正常烟丝形状。

具体地，对于差异值在90以下的像素点，以50为第四预设值进行形状判断，将红、绿和蓝单通道下的50以上的异常像素点进行连接，形成单通道的像素区域，所述像素区域的边缘处以90进行平滑连线处理，勾勒出异物的形状；再将红、绿和蓝三个通道的异物的形状进行叠加，形成异物整体的形状。

在正产烟丝中，存在一些梗签(支撑烟叶的烟筋，称为烟梗，切丝后称为梗签)，形状不规则，这部分属于正产烟丝形态，不需要报警。烟丝中的烟油块(在切丝过程中，烟叶中的油分在切削时挤压出，逐渐形成块状物质流入烟丝中，后续会在烘丝工序因高温溶解重新被烟丝部分吸收)属于正产形态，不需要检出。

根据本发明第二方面的系统，所述第三处理模块103具体被配置为，所述第二预设值等于5cm；所述第三预设值等于1.5cm。

具体地，烟丝加工过程中设定有切丝宽度标准值(如某一牌号设定1±0.1mm)，将烟丝宽度的标准值1.5倍设定为第三预设值(如某一牌号设定1.5mm)。正常形状的烟丝长度不会超出5cm，宽度不会超出1.2mm，厚度不会超出0.2mm。设定判断依据是长度为5cm，宽度为1.5mm。(异物切后的形状有明显区别，如纸板、胶条等异物切后厚度远大于1.5mm，裙边等异物长度远大于5cm)。

如果所述异物整体的形状的长度大于5cm或宽度大于1.5mm，则判断所述异物整体的形状为异常形状。

根据本发明第二方面的系统，所述第四处理模块104具体被配置为，将报警的异常形状的图像经人工识别后判为正常的图像，提取其特征，将所述判为正常的图像和其特征输入数据库，视为正常烟丝形状。

将未报警的正常烟丝形状的图像经人工识别后判为异常的图像，提取其特征，将所述判为异常的图像和其特征输入数据库，视为异常形状。

具体地，提取梗签、烟油块的颜色、形状特征，输入数据库中，并将正常梗签、烟油块的图像提取到数据库中。将检测到异常像素区域的红、绿和蓝值和形状和数据库进行对比，颜色相近(红、绿、蓝像素值差异值设为50)，形状相似(边缘化对比)时，视为正常，不进行报警。

将报警的异常形状的图像经人工识别后判为正常的图像，提取其特征，将所述判为正常的图像和其特征输入数据库，视为正常烟丝形状。

将未报警的正常烟丝形状的图像经人工识别后判为异常的图像，提取其特征，将所述判为异常的图像和其特征输入数据库，视为异常形状。

对所述异常形状的图像进行报警，提醒生产线进行停机处理。

实施例3：

本发:公开了一种电子设备。电子设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现本发明公开实施例1中任一项的一种烟丝中异物检测方法中的步骤。

图3为根据本发明实施例的一种电子设备的结构图，如图3所示，电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、近场通信(NFC)或其他技术实现。该电子设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该电子设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是电子设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本公开的技术方案相关的部分的结构图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

实施例4：

本发明公开了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现本发明的实施例1中任一项的一种烟丝中异物检测方法中的步骤。

请注意，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

本说明书中描述的主题及功能操作的实施例可以在以下中实现：数字电子电路、有形体现的计算机软件或固件、包括本说明书中公开的结构及其结构性等同物的计算机硬件、或者它们中的一个或多个的组合。本说明书中描述的主题的实施例可以实现为一个或多个计算机程序，即编码在有形非暂时性程序载体上以被数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作的计算机程序指令中的一个或多个模块。可替代地或附加地，程序指令可以被编码在人工生成的传播信号上，例如机器生成的电、光或电磁信号，该信号被生成以将信息编码并传输到合适的接收机装置以由数据处理装置执行。计算机存储介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、随机或串行存取存储器设备、或它们中的一个或多个的组合。

本说明书中描述的处理及逻辑流程可以由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程计算机执行，以通过根据输入数据进行操作并生成输出来执行相应的功能。所述处理及逻辑流程还可以由专用逻辑电路—例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)来执行，并且装置也可以实现为专用逻辑电路。

适合用于执行计算机程序的计算机包括，例如通用和/或专用微处理器，或任何其他类型的中央处理单元。通常，中央处理单元将从只读存储器和/或随机存取存储器接收指令和数据。计算机的基本组件包括用于实施或执行指令的中央处理单元以及用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备，例如磁盘、磁光盘或光盘等，或者计算机将可操作地与此大容量存储设备耦接以从其接收数据或向其传送数据，抑或两种情况兼而有之。然而，计算机不是必须具有这样的设备。此外，计算机可以嵌入在另一设备中，例如移动电话、个人数字助理(PDA)、移动音频或视频播放器、游戏操纵台、全球定位系统(GPS)接收机、或例如通用串行总线(USB)闪存驱动器的便携式存储设备，仅举几例。

适合于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、媒介和存储器设备，例如包括半导体存储器设备(例如EPROM、EEPROM和闪存设备)、磁盘(例如内部硬盘或可移动盘)、磁光盘以及CD ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。

虽然本说明书包含许多具体实施细节，但是这些不应被解释为限制任何发明的范围或所要求保护的范围，而是主要用于描述特定发明的具体实施例的特征。本说明书内在多个实施例中描述的某些特征也可以在单个实施例中被组合实施。另一方面，在单个实施例中描述的各种特征也可以在多个实施例中分开实施或以任何合适的子组合来实施。此外，虽然特征可以如上所述在某些组合中起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合中的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中去除，并且所要求保护的组合可以指向子组合或子组合的变型。

类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求这些操作以所示的特定顺序执行或顺次执行、或者要求所有例示的操作被执行，以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种系统模块和组件的分离不应被理解为在所有实施例中均需要这样的分离，并且应当理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中，或者封装成多个软件产品。

由此，主题的特定实施例已被描述。其他实施例在所附权利要求书的范围以内。在某些情况下，权利要求书中记载的动作可以以不同的顺序执行并且仍实现期望的结果。此外，附图中描绘的处理并非必需所示的特定顺序或顺次顺序，以实现期望的结果。在某些实现中，多任务和并行处理可能是有利的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。