專利名稱：一種基于機器視覺技術的煙包缺支、反支檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及煙包檢測方法領域，尤其是應用機器視覺技術的煙包檢測方法，具體為一種基于機器視覺技術的煙包缺支、反支檢測方法。
背景技術：
在香煙加工生產的過程中，包裝線上的煙庫堵塞等原因可能會造成最終生產出的煙包內缺少煙支(缺支)。另外，煙支從卷接機輸送到包裝線的過程中可能出現(xiàn)顛倒的情況，造成最終生產出的煙包內存在煙支顛倒(反支)。為了保證最終煙包的質量，在香煙包裝線上都需要安裝煙包缺支檢測器，用于檢測煙包內是否存在缺支、反支等缺陷。隨著電子技術的發(fā)展，煙包缺支檢測方式先后出現(xiàn)了機械接觸式、靜態(tài)紅外光電式及動態(tài)紅外光電式等多種檢測方式。機械接觸式檢測方式無法對煙包內的反支煙進行檢測。紅外光電式檢測方式根據(jù)煙絲與濾嘴對紅外光線反射程度的差異可以實現(xiàn)對煙包內的反支煙進行檢測，但由于其差異不是十分明顯，需要將靈敏度設置的很高才能夠對反支煙進行檢測，這同時可能會造成系統(tǒng)誤判斷出現(xiàn)正常煙包被剔除的情況。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種基于機器視覺技術的煙包缺支、反支檢測方法，以解決現(xiàn)有技術煙包檢測方法對煙包缺支、反支檢測不便的問題。為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為
一種基于機器視覺技術的煙包缺支、反支檢測方法，其特征在于采用圖像傳感器采集待檢測煙包濾嘴端面的圖像，所述圖像傳感器的光學鏡頭垂直于待檢測煙包濾嘴端面，圖像傳感器將采集到的待檢測煙包濾嘴端面的圖像傳送至計算機中；
在計算機中首先對待檢測煙包濾嘴端面的圖像按每個煙支的位置分割成多個分割圖像，然后對每個煙支位置的分割圖像進行圖像處理，繪制出每個煙支位置的濾嘴端面區(qū)域輪廓，然后計算每個煙支位置濾嘴端面區(qū)域輪廓面積，即為每個煙支位置濾嘴端面區(qū)域的像素數(shù)；
計算機中預存有沒有缺支、反支的煙包中每個煙支位置濾嘴端面區(qū)域的像素數(shù)，以沒有缺支、反支的煙包中每個煙支位置濾嘴端面區(qū)域的像素數(shù)作為基準值一，在計算機中對應比較待檢測煙包濾嘴端面每個煙支位置濾嘴端面區(qū)域的像素數(shù)與基準值一，如果待檢測煙包濾嘴端面某個煙支位置濾嘴端面區(qū)域的像素數(shù)小于基準值一，則判斷該煙支位置缺少煙支或存在反支；
在計算機中預存有沒有缺支、反支的煙包中每排煙支位置濾嘴端面區(qū)域的總像素數(shù)， 以沒有缺支、反支的煙包中每排煙支位置濾嘴端面區(qū)域的總像素數(shù)作為基準值二，在計算機中對應比較待檢測煙包濾嘴端面每排煙支位置濾嘴端面區(qū)域的總像素數(shù)與基準值二，如果待檢測煙包濾嘴端面某排煙支位置濾嘴端面區(qū)域的總像素數(shù)小于基準值二，則判斷該排煙支位置缺少煙支。
所述的一種基于機器視覺技術的煙包缺支、反支檢測方法，其特征在于在計算機中首先對待檢測煙包濾嘴端面的圖像按每個煙支的位置分割成多個分割圖像，然后對每個煙支位置的分割圖像進行的圖像處理依次包括灰度化處理、二值化處理、腐蝕處理、膨脹處理。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明提出的煙包缺支、反支檢測方法不僅能夠像普通的檢測方式一樣準確判斷出煙包內是否缺少煙支，而且還能夠判斷出煙包內是否存在煙支顛倒即反支，這一點彌補了其它檢測方式的缺陷?；谶@種檢測方法可以開發(fā)出應用于各種香煙包裝機的缺支、反支檢測器，具有廣泛的應用空間。


圖1是圖像傳感器光學鏡頭安裝角度原理圖。圖2是煙支位置各種情況下原始圖像及最終處理結果示意圖，其中
圖加是煙支位置存在濾嘴時示意圖，圖2b是煙支位置缺支時示意圖，圖2c是煙支位置反支時示意圖。
具體實施例方式圖像傳感器光學鏡頭的安裝圖如圖1所示，光學鏡頭與煙包濾嘴端面垂直安裝， 圖像傳感器拍攝到的是濾嘴端面的正面圖像，當煙包內缺少煙支時，圖像傳感器拍攝到的圖像中會出現(xiàn)亮度明顯變低的區(qū)域，與正常濾嘴端面的白色圖像對比明顯，計算機可以判斷出該煙包內缺少煙支。如果煙包中存在煙支顛倒，圖像傳感器拍攝到的是煙支煙絲端面的圖像，與正常濾嘴端面的白色圖像對比明顯，計算機可以判斷出該煙包內存在煙支顛倒。計算機首先將圖像傳感器拍攝到的煙包濾嘴端面圖像進行分割，每個煙支位置對應一個小的圖像。然后通過圖像處理技術對每個煙支位置對應的圖像依次進行灰度化、二值化、腐蝕、膨脹等處理，查找并繪制濾嘴端面區(qū)域輪廓，最后計算出輪廓面積即濾嘴端面區(qū)域的像素數(shù)?；叶然菫榱藢D像傳感器拍攝到的濾嘴端面的彩色圖像轉換為灰度圖像，如果采用的是黑白圖像傳感器則不需要進行灰度化處理；二值化是為了將濾嘴端面與因缺少煙支形成的低亮度區(qū)域或煙支顛倒出現(xiàn)的煙絲區(qū)域進行區(qū)分，將濾嘴端面像素的灰度值設為255，低亮度區(qū)域及煙絲區(qū)域像素的灰度值設為255 ；腐蝕及膨脹是為了消除經二值化處理后的圖像中的一些小噪點，這樣可以提高后續(xù)查找濾嘴端面區(qū)域輪廓的速度；查找濾嘴端面區(qū)域輪廓是為了繪制出濾嘴端面區(qū)域的輪廓線，是后續(xù)計算濾嘴端面區(qū)域像素數(shù)的前提；計算濾嘴端面區(qū)域輪廓面積是為了計算各濾嘴端面區(qū)域輪廓線包圍的濾嘴端面區(qū)域像素數(shù)，即計算出濾嘴端面區(qū)域的像素總數(shù)。圖2是圖像傳感器拍攝到的煙包中某煙支位置在正常情況、煙支缺失及煙支顛倒時的原始圖像及最終處理結果。從該圖可以看出當某煙支位置缺少煙支或存在煙支顛倒時，最終計算得到的濾嘴端面區(qū)域像素數(shù)明顯低于正常情況時的濾嘴端面區(qū)域像素數(shù)，當濾嘴端面區(qū)域像素數(shù)低于用戶設定的基準值時計算機則判斷該煙支位置缺少煙支或存在顛倒的煙支，最后根據(jù)所有煙支位置的判斷結果判斷整個煙包是否存在缺支或反支缺陷。 當一包煙中缺少一支煙時，如果缺少煙支的那一排煙的排列散開了，各煙支位置的濾嘴端面區(qū)域像素數(shù)可能都高于基準值而無法檢測到缺少煙支。為了避免這種情況的發(fā)生，本發(fā)明中將位于同一排的各煙支位置對應的濾嘴端面區(qū)域像素數(shù)相加，其總和如果小于設定的基準值則判斷為該排煙中缺少煙支。
權利要求
1.一種基于機器視覺技術的煙包缺支、反支檢測方法，其特征在于采用圖像傳感器采集待檢測煙包濾嘴端面的圖像，所述圖像傳感器的光學鏡頭垂直于待檢測煙包濾嘴端面，圖像傳感器將采集到的待檢測煙包濾嘴端面的圖像傳送至計算機中；在計算機中首先對待檢測煙包濾嘴端面的圖像按每個煙支的位置分割成多個分割圖像，然后對每個煙支位置的分割圖像進行圖像處理，繪制出每個煙支位置的濾嘴端面區(qū)域輪廓，然后計算每個煙支位置濾嘴端面區(qū)域輪廓面積，即為每個煙支位置濾嘴端面區(qū)域的像素數(shù)；計算機中預存有沒有缺支、反支的煙包中每個煙支位置濾嘴端面區(qū)域的像素數(shù)，以沒有缺支、反支的煙包中每個煙支位置濾嘴端面區(qū)域的像素數(shù)作為基準值一，在計算機中對應比較待檢測煙包濾嘴端面每個煙支位置濾嘴端面區(qū)域的像素數(shù)與基準值一，如果待檢測煙包濾嘴端面某個煙支位置濾嘴端面區(qū)域的像素數(shù)小于基準值一，則判斷該煙支位置缺少煙支或存在反支；在計算機中預存有沒有缺支、反支的煙包中每排煙支位置濾嘴端面區(qū)域的總像素數(shù)， 以沒有缺支、反支的煙包中每排煙支位置濾嘴端面區(qū)域的總像素數(shù)作為基準值二，在計算機中對應比較待檢測煙包濾嘴端面每排煙支位置濾嘴端面區(qū)域的總像素數(shù)與基準值二，如果待檢測煙包濾嘴端面某排煙支位置濾嘴端面區(qū)域的總像素數(shù)小于基準值二，則判斷該排煙支位置缺少煙支。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于機器視覺技術的煙包缺支、反支檢測方法，其特征在于在計算機中首先對待檢測煙包濾嘴端面的圖像按每個煙支的位置分割成多個分割圖像，然后對每個煙支位置的分割圖像進行的圖像處理依次包括灰度化處理、二值化處理、腐蝕處理、膨脹處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于機器視覺技術的煙包缺支、反支檢測方法，采用圖像傳感器對煙包濾嘴端面拍攝，圖像傳感器拍攝到的是濾嘴端面的正面圖像，當煙包內缺少煙支時，圖像傳感器拍攝到的圖像中會出現(xiàn)亮度明顯變低的區(qū)域，與正常濾嘴端面的白色圖像對比明顯，計算機可以判斷出該煙包內缺少煙支。如果煙包中存在煙支顛倒，圖像傳感器拍攝到的是煙支煙絲端面的圖像，與正常濾嘴端面的白色圖像對比明顯，計算機可以判斷出該煙包內存在煙支顛倒。
文檔編號B65B19/30GK102502000SQ201110326859
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月25日 優(yōu)先權日2011年10月25日
發(fā)明者任鳴, 何霄峰, 余輝, 張義偉, 杜衛(wèi)丹, 楊振強, 王法明, 鄔一鳴, 顏魏偉 申請人:上海煙草機械有限責任公司, 中國電子科技集團公司第四十一研究所