一种基于RGB图像处理检测卷烟梗丝掺配比例及掺配均匀性的方法

技术领域

本发明属于烟草加工技术领域，具体涉及一种基于RGB图像处理检测卷烟梗丝掺配比例及掺配均匀性的方法。

背景技术

低档卷烟配方烟丝一般由叶丝、梗丝和再造烟叶丝组成，各组分含量的稳定性对卷烟产品的抽吸品质影响极大。近年来，梗丝在卷烟危害性的降低、卷烟烟气水平的调控以及烟叶原料应用效率的提高等方面发挥着越来越重要的作用，其在配方中的掺配比例以及在卷烟烟支中的掺配均匀性也越来越受到重视。为了掌握梗丝在配方烟丝中的实际比例，通常是根据其形态特征和颜色的差异采用人工挑选和称量的方法获得。该方法虽然操作简单，但存在耗时较长、人为影响大和不适用于大量检测等缺点。

中国专利CN2018108195711A公开了一种测定卷烟烟丝掺配均匀度的方法，是以加香后的掺配烟丝进行热失重测试，计算所获得的各样品热失重TG曲线两两之间的相似度及相似度间的变异系数，并据此测定卷烟烟丝掺配的均匀度。该方法只表征了加香后烟丝的混合均匀性，未对成品烟支的烟丝混合均匀性进行表征，同时也无法对梗丝的掺配比例进行检测。

现有技术未见以梗丝和叶丝的RGB值来表征梗丝在卷烟中掺配比例的相关报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于RGB图像处理检测卷烟梗丝掺配比例及掺配均匀性的方法，本方法主要是根据梗丝和叶丝在颜色上存在较大差异(梗丝的RGB均值明显低于叶丝的特点)的特点，以RGB均值为标记物，在卷烟叶组配方中添加不同比例的梗丝，通过检测RGB均值，找到RGB均值与梗丝掺配比例之间的相关性，并用掺配比例的变异系数表示梗丝在卷烟中的掺配均匀性，用于指导卷烟配方完整性的维护。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明首先公开了一种基于RGB图像处理检测卷烟梗丝掺配比例的方法，是以掺配梗丝后的叶丝的RGB均值作为标记物，建立梗丝的掺配比例与RGB均值之间的线性回归方程，从而实现卷烟梗丝掺配比例的检测。具体包括以下步骤：

(1)取卷烟牌号中具有代表性的干燥冷却后的叶丝和梗丝干燥后风选出口的梗丝，分别进行粉碎处理，然后进行平衡；

(2)在平衡后的叶丝中分别加入0％-50％的平衡后的梗丝，并分别进行RGB均值计算；

(3)对数据进行分析，通过散点图找到在烟丝配方中梗丝的掺配比例与RGB均值的相关性，得到掺配比例与RGB均值之间的线性回归方程；

(4)在生产过程中，每批次在线等时间间隔取待检测的加香后成品烟丝样品不少于10个，粉碎、平衡后，分别进行RGB均值检测；将RGB均值带入步骤(3)的线性回归方程中，得到各样品梗丝在成品烟丝中的掺配比例，平均值即为本批次成品烟丝的梗丝掺配比例；

或者，每批次在线等时间间隔取待检测的成品烟支样品不少于10次，每个样品取20支成品烟支，用烟支切割机将烟支划开，取出全部烟丝粉碎、平衡后，每个样品分别进行RGB均值检测；将RGB均值带入步骤(3)的线性回归方程中，得到各样品梗丝在成品烟丝中的掺配比例，平均值即为本批次成品烟支的梗丝掺配比例。

作为优选方案，步骤(1)与步骤(4)中所述的平衡是在温度22±1℃、湿度60±2％的环境下平衡48h。

作为优选方案，RGB均值采用PS图像分析软件检测获得，RGB均值两次平行检测结果的绝对差值不应超过算术平均值的0.5％。

本发明还公开了一种基于RGB图像处理检测卷烟梗丝掺配均匀性的方法，是以掺配梗丝后的叶丝的RGB均值作为标记物，建立梗丝的掺配比例与RGB均值之间的线性回归方程，从而实现卷烟梗丝均匀性的检测。具体包括以下步骤：

(1)取卷烟牌号中具有代表性的干燥冷却后的叶丝和梗丝干燥后风选出口的梗丝，分别进行粉碎处理，然后进行平衡；

(2)在平衡后的叶丝中分别加入0％-50％的平衡后的梗丝，并分别进行RGB均值计算；

(3)对数据进行分析，通过散点图找到在烟丝配方中梗丝的掺配比例与RGB均值的相关性，得到掺配比例与RGB均值之间的线性回归方程；

(4)在生产过程中，每批次在线等时间间隔取待检测的加香后成品烟丝样品不少于10个，粉碎、平衡后，分别进行RGB均值检测；将RGB均值带入步骤(3)的线性回归方程中，得到各样品梗丝在成品烟丝中的掺配比例，通过计算得到本批次成品烟丝中梗丝掺配比例的标准偏差和平均值，最后计算得到本批次成品烟丝中梗丝掺配的均匀性变异系数，用于表征梗丝掺配的均匀性和有效性；均匀性变异系数为标准偏差和平均值的比值；

或者，每批次在线等时间间隔取待检测的成品烟支样品不少于10次，每个样品取20支成品烟支，用烟支切割机将烟支划开，取出全部烟丝粉碎、平衡后，每个样品分别进行RGB均值检测；将RGB均值带入步骤(3)的线性回归方程中，得到各样品梗丝在成品烟丝中的掺配比例，通过计算得到本批次成品烟支中梗丝掺配比例的标准偏差和平均值，最后计算得到本批次成品烟支中梗丝掺配的均匀性变异系数，用于表征梗丝掺配的均匀性和有效性；均匀性变异系数为标准偏差和平均值的比值。

作为优选方案，步骤(1)与步骤(4)中所述的平衡是在温度22±1℃、湿度60±2％的环境下平衡48h。

作为优选方案，步骤(2)中RGB均值采用PS图像分析软件检测获得，RGB均值两次平行检测结果的绝对差值不应超过算术平均值的0.5％。

作为优选方案，步骤(4)中卷烟梗丝掺配均匀性检测的样本量每批次不少于30个。

本发明的有益效果体现在：本发明以叶丝和梗丝的RGB均值为标记物，建立了卷烟梗丝掺配比例及掺配均匀性的检测方法，该方法简单可行，与传统的人工挑选的方法相比更具科学性和准确性，为卷烟掺配均匀性的优化提供了技术支持。

具体实施方式

下面将结合具体实例，对本发明中的技术方案进行详细、完整的描述。

实施例1

一种基于RGB图像处理检测卷烟梗丝掺配比例及掺配均匀性的方法，包括以下步骤：

(1)取卷烟牌号A中具有代表性的干燥冷却后的叶丝约1000g和梗丝干燥后风选出口的梗丝约500g，分别进行粉碎处理，然后在温度22±1℃、湿度60±2％的环境下平衡48h。

(2)在平衡后的叶丝烟末中分别加入0％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％的平衡后的梗丝烟末，并分别进行RGB均值检测。

(3)对数据进行分析，通过散点图找到在烟丝配方中梗丝的掺配比例与RGB均值的相关性，得到梗丝的掺配比例(Y)与RGB均值(U)之间的线性回归方程：

Y＝-24.549U+107.64(R

(4)每批次在线等时间间隔取待检测的成品烟支样品30次，每个样品取20支成品烟支，用烟支切割机将烟支划开，取出全部烟丝粉碎、平衡后，每个样品分别进行RGB均值检测；将RGB均值带入步骤(3)的线性回归方程中，得到各样品梗丝在成品烟丝中的掺配比例，得到各样品梗丝在成品烟丝中的掺配比例，通过计算得到本批次成品烟支中梗丝掺配比例的标准偏差和平均值，最后计算得到本批次成品烟支中梗丝掺配的均匀性变异系数，用于表征梗丝掺配的均匀性和有效性；均匀性变异系数为标准偏差和平均值的比值。

实施例2

一种基于RGB图像处理检测卷烟梗丝掺配比例及掺配均匀性的方法，包括以下步骤：

(1)取卷烟牌号B中具有代表性的干燥冷却后的叶丝约1000g和梗丝干燥后风选出口的梗丝约500g，分别进行粉碎处理，然后在温度22±1℃、湿度60±2％的环境下平衡48h。

(2)在平衡后的叶丝烟末中分别加入0％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％的平衡后的梗丝烟末，并分别进行RGB均值检测。

(3)对数据进行分析，通过散点图找到在烟丝配方中梗丝的掺配比例与RGB均值的相关性，得到梗丝的掺配比例(Y)与RGB均值(U)之间的线性回归方程：

Y＝-20.263U+114.97(R

(4)在生产过程中，每批次在线等时间间隔取待检测的加香后成品烟丝样品10个，粉碎、平衡后，分别进行RGB均值检测；将RGB均值带入步骤(3)的线性回归方程中，得到各样品梗丝在成品烟丝中的掺配比例，通过计算得到本批次成品烟丝中梗丝掺配比例的标准偏差和平均值，最后计算得到本批次成品烟丝中梗丝掺配的均匀性变异系数，用于表征梗丝掺配的均匀性和有效性；均匀性变异系数为标准偏差和平均值的比值。

实施例3

一种基于RGB图像处理检测卷烟梗丝掺配比例及掺配均匀性的方法，包括以下步骤：

(1)取卷烟牌号C中具有代表性的干燥冷却后的叶丝约1000g和梗丝干燥后风选出口的梗丝约500g，分别进行粉碎处理，然后在温度22±1℃、湿度60±2％的环境下平衡48h。

(2)在平衡后的叶丝烟末中分别加入0％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％的平衡后的梗丝烟末，并分别进行RGB均值检测。

(3)对数据进行分析，通过散点图找到在烟丝配方中梗丝的掺配比例与RGB均值的相关性，得到梗丝的掺配比例(Y)与RGB均值(U)之间的线性回归方程：

Y＝-20.863U+105.54(R

(4)在生产过程中，每批次在线等时间间隔取待检测的加香后成品烟丝样品20个，粉碎、平衡后，分别进行RGB均值检测；将RGB均值带入步骤(3)的线性回归方程中，得到各样品梗丝在成品烟丝中的掺配比例，通过计算得到本批次成品烟丝中梗丝掺配比例的标准偏差和平均值，最后计算得到本批次成品烟丝中梗丝掺配的均匀性变异系数，用于表征梗丝掺配的均匀性和有效性；均匀性变异系数为标准偏差和平均值的比值。

各实施例卷烟梗丝掺配比例及均匀性的检测结果见表1。

表1

由上表1显示，实施例2卷烟梗丝掺配比例数据标准偏差最小，说明组内各数据间的离散程度最小。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不仅局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应以权利要求保护的范围为准。