一種絲狀梗絲形態(tài)的檢測方法與評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煙草加工領(lǐng)域，特別是涉及一種絲狀梗絲形態(tài)的檢測方法與評(píng)價(jià)方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 梗絲是卷煙配方中的常用摻兌品，具有價(jià)格低廉、填充性能高、焦油及有害成分釋 放量低等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在形態(tài)與葉絲配伍性差、燃燒后木質(zhì)氣味較重、燒灼感強(qiáng)烈等缺 陷，因此，目前梗絲在低檔卷煙中使用較為廣泛、且用量較大，中檔卷煙中梗絲用量較少，高 檔卷煙中基本不用梗絲。另外，隨著中國卷煙市場產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的發(fā)展，低檔卷煙產(chǎn)量快速萎 縮，從而造成中國煙梗資源的極大浪費(fèi)。
[0003] 煙梗加工時(shí)，煙梗一般經(jīng)過壓梗、切絲后形成梗絲產(chǎn)品，根據(jù)具體工藝參數(shù)的不 同，最終的梗絲產(chǎn)品可大致分為"片狀"與"絲狀"兩種形態(tài)，且無論工藝條件如何變化，梗絲 產(chǎn)品中兩種形態(tài)的梗絲一般都是并存的，僅僅是相對(duì)比例有所差異。因"片狀"梗絲摻在卷 煙中會(huì)影響卷煙吸阻穩(wěn)定性，且容易被消費(fèi)者察覺，進(jìn)而影響卷煙產(chǎn)品質(zhì)量，因此，較多的 煙草企業(yè)在大力發(fā)展"絲狀"梗絲加工工藝技術(shù)，在此過程中，隨著梗絲目視評(píng)價(jià)"絲狀"程 度的不斷改善，發(fā)展絲狀梗絲形態(tài)的定量檢測方法，可以為梗絲工藝的進(jìn)一步深入優(yōu)化提 供有力的技術(shù)支持。
[0004] 目前，現(xiàn)有技術(shù)中也提出了一些對(duì)梗絲形態(tài)與表征的技術(shù)方案，如申請(qǐng)公布號(hào)為 CN103344533A的中國發(fā)明專利申請(qǐng)說明書公開了 一種顆粒梗粒徑的檢測方法，應(yīng)用matlab 圖像處理技術(shù)對(duì)獲得到的單個(gè)顆粒梗照片進(jìn)行二值化處理，進(jìn)而求取顆粒梗的面積和單個(gè) 顆粒梗的粒徑，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒梗粒徑的定量表征;但是，目前大部分的煙草企業(yè)所使用 的梗絲形態(tài)的"片狀"或"絲狀"，因此，上述用于表征顆粒狀的顆粒梗粒徑的檢測方法應(yīng)用 范圍較窄，不適用于"片狀"或"絲狀"梗絲的形態(tài)表征。
[0005] 又如授權(quán)公開號(hào)為CN103162626B的發(fā)明專利說明書公開了一種煙用梗絲形態(tài)的 檢測與定量表征方法，其利用計(jì)算機(jī)中圖像處理算法對(duì)獲取的梗絲圖像進(jìn)行處理，分析確 定圖像中每個(gè)梗絲長度，并以該長度作為各梗絲的外接圓直徑，計(jì)算其外接圓面積;梗絲長 度的確定:是采用對(duì)梗絲圖像中任意兩邊緣像素點(diǎn)遍歷的算法，確定兩個(gè)邊緣像素點(diǎn)間的 最遠(yuǎn)距離作為該梗絲長度;再者，統(tǒng)計(jì)圖像中各梗絲的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，根據(jù)單個(gè)像素點(diǎn)面積， 計(jì)算出圖像中各梗絲面積;最后，利用梗絲面積與梗絲外接圓面積兩者的比值作為圖像中 各梗絲的形態(tài)指數(shù)，最后通過大量梗絲的形態(tài)指數(shù)的統(tǒng)計(jì)值作為樣本梗絲的形態(tài)指數(shù)。該 方法對(duì)于一些規(guī)則的、直線型的梗絲形態(tài)表征具有一定的效果，但是，實(shí)際檢測和實(shí)際煙草 生產(chǎn)領(lǐng)域中所用到的"絲狀"梗絲中，大多數(shù)的梗絲都是處于不規(guī)則且自然彎曲的狀態(tài)，如 圖1所示，因此，上述煙用梗絲形態(tài)的檢測與定量表征方法中，"確定兩個(gè)邊緣像素點(diǎn)間的最 遠(yuǎn)距離作為該梗絲長度"不能用于彎曲的梗絲，因?yàn)閺澢墓＝z圖像中，兩個(gè)邊緣像素點(diǎn)間 的最遠(yuǎn)距離L1不等于梗絲的實(shí)際長度L2+L3,所以，上述煙用梗絲形態(tài)的檢測與定量表征方 法不適用于實(shí)際生產(chǎn)中呈自然彎曲狀的"絲狀"梗絲的形態(tài)表征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種絲狀梗絲形態(tài)的檢測 方法，適用于實(shí)際生產(chǎn)中呈自然彎曲狀的"絲狀"梗絲的形態(tài)表征。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種絲狀梗絲形態(tài)的檢測方法，依次包括以下步驟：
[0008] 1)、將待檢測的梗絲物料中的多根梗絲一根根地放置于檢測平臺(tái)上；
[0009] 2)、對(duì)檢測平臺(tái)上的梗絲拍照，獲取梗絲的數(shù)字圖像，并將梗絲的數(shù)字圖像傳輸且 保持在計(jì)算機(jī)中；
[0010] 3)、計(jì)算機(jī)對(duì)所述梗絲的數(shù)字圖像進(jìn)行處理，獲取梗絲的投影圖像；
[0011] 4)、計(jì)算所述梗絲的投影圖像的面積S，確定所述梗絲的投影圖像中梗絲的最大長 度X;
[0012] 5)、獲取所述梗絲的投影圖像的凸包，計(jì)算該凸包的周長C;
[0013] 6)、梗絲纖維長度L=凸包周長C-梗絲最大長度X;
[0014] 梗絲平均寬度W=梗絲投影圖像的面積S/梗絲纖維長度L;
[0015] 7)、梗絲絲狀化程度R表征為:R=W。
[0016] 進(jìn)一步地，還包括喂料漏斗、高頻振槽和傳輸皮帶，所述喂料漏斗的落料口與高頻 振槽的進(jìn)料口相連通，高頻振槽的出料口位于傳輸皮帶的正上方，所述傳輸皮帶的上端面 構(gòu)成所述檢測平臺(tái)；
[0017] 所述步驟1)依次包括以下步驟：
[0018] 11)、將待檢測的梗絲物料置于喂料漏斗中；
[0019] 12)、喂料漏斗中的梗絲物料通過所述落料口落于高頻振槽內(nèi)；
[0020] 13)、高頻振槽對(duì)梗絲物料進(jìn)行分散后，將梗絲物料抖落在所述傳輸皮帶的上端面 上。
[0021] 優(yōu)選地，所述步驟2)中，還包括安裝在傳輸皮帶正上方的照相系統(tǒng)，該照相系統(tǒng)中 包括與所述計(jì)算機(jī)通訊連接的圖像采集器，所述圖像采集器按一定頻率對(duì)傳輸皮帶上的梗 絲物料拍照。
[0022] 進(jìn)一步地，所述步驟3)中，計(jì)算機(jī)對(duì)所述梗絲的數(shù)字圖像進(jìn)行處理包括對(duì)梗絲的 數(shù)字圖像依次進(jìn)行灰度化處理、二值化處理和邊緣探測處理。
[0023] 優(yōu)選地，所述步驟4)中，梗絲投影圖像的面積S計(jì)算方法為：S = N*P，N為梗絲投影 圖像的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，P為梗絲投影圖像中單個(gè)像素點(diǎn)所對(duì)應(yīng)圖像的實(shí)際面積。
[0024]進(jìn)一步地，所述步驟4)中，梗絲投影圖像中梗絲最大長度X的確定方法為:采用梗 絲投影圖像中任意兩邊緣像素點(diǎn)遍歷的算法、確定兩個(gè)邊緣像素點(diǎn)間的最遠(yuǎn)距離作為所述 梗絲投影圖像中梗絲最大長度X。
[0025] 優(yōu)選地，所述步驟5)中，采用Graham's Scan法或Jarvis步進(jìn)法計(jì)算所述凸包的周 長C。
[0026]本發(fā)明還提供一種絲狀梗絲形態(tài)的評(píng)價(jià)方法，依次包括以下步驟：
[0027] I、取樣:取10g~20g的待檢測的梗絲物料；
[0028] Π 、梗絲形態(tài)檢測：使用如上所述的絲狀梗絲形態(tài)的檢測方法獲取梗絲物料中多 根梗絲的絲狀化程度R;
[0029] m、梗絲形態(tài)評(píng)價(jià):將梗絲物料中的多根梗絲按梗絲平均寬度W分為若干區(qū)間，統(tǒng) 計(jì)各梗絲平均寬度區(qū)間范圍內(nèi)的梗絲總數(shù)、梗絲占總面積比例和梗絲占總面積累積比例。
[0030] 如上所述，本發(fā)明涉及的絲狀梗絲形態(tài)的檢測方法與評(píng)價(jià)方法，具有以下有益效 果：
[0031] 本申請(qǐng)中通過計(jì)算梗絲投影圖像的凸包周長與最大長度的差值作為梗絲纖維長 度L，因此，該梗絲纖維長度L能夠更好地表征呈自然彎曲狀態(tài)的梗絲的實(shí)際長度，所以，據(jù) 此計(jì)算得出的梗絲平均寬度W用于表征梗絲的絲狀化程度更加直接與準(zhǔn)確，進(jìn)而為絲狀梗 絲形態(tài)的評(píng)價(jià)提供準(zhǔn)確地、有力地?cái)?shù)據(jù)支持。
【附圖說明】
[0032]圖1為處于自然彎曲狀態(tài)的梗絲。
[0033] 圖2為一梗絲的凸包。
[0034]圖3為另一梗絲的凸包。
[0035]圖4為本申請(qǐng)中喂料漏斗、高頻振槽、傳輸皮帶和照相系統(tǒng)之間的位置關(guān)系圖。 [0036] 附圖標(biāo)記說明：
[0037] 1、喂料漏斗;2、高頻振槽
[0038] 3、傳輸皮帶;4、圖像采集器
【具體實(shí)施方式】
[0039] 以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明 書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0040] 須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭 示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故 不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明 所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范 圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如"上"、"下"、"左"、"右"、"中間"及"一"等的用語，亦僅為 便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì) 變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0041] 本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N絲狀梗絲形態(tài)的檢測方法，依次包括以下步驟：
[0042] 1)、將待檢測的梗絲物料中的多根梗絲一根根地放置于檢測平臺(tái)上；
[0043] 2)、對(duì)檢測平臺(tái)上的梗絲拍照，獲取多張單根梗絲的數(shù)字圖像，并將梗絲的數(shù)字圖 像傳輸且保持在計(jì)算機(jī)中；
[0044] 3)、計(jì)算機(jī)對(duì)所述梗絲的數(shù)字圖像進(jìn)行處理，獲取梗絲的投影圖像，如圖2或圖3所 示；
[0045] 4)、計(jì)算所述梗絲的投影圖像的面積S，確定所述梗絲的投影圖像中梗絲的最大長 度X，所述梗絲的最大長度X是指:梗絲投影圖像中、任意兩個(gè)邊緣像素點(diǎn)間的最大長度；
[0046] 5)、獲取所述梗絲的投影圖像的凸包，并計(jì)算該凸包的周長C;
[0047] 6)、梗絲纖維長度L=凸包周長C-梗絲最大長度X;
[0048] 梗絲平均寬度W=梗絲投影圖像的面積S/梗絲纖維長度L;
[0049] 7)、梗絲絲狀化程度R表征為:R=W。
[0050] 上述絲狀梗絲形態(tài)的檢測方法中，梗絲的數(shù)字圖像、梗絲的投影圖像、梗絲投影圖 像的面積S、梗絲投影圖像中梗絲最大長度X、梗絲投影圖像凸包的周長C、梗絲纖維長度L、 梗絲平均寬度W、梗絲絲狀化程度R都是針對(duì)于單根梗絲而言的。
[0051] 本申請(qǐng)還