[发明专利]烟叶成熟度检测方法及检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及烟草种植、加工技术领域，具体涉及一种烟叶成熟度检测方法及检测装置。

背景技术

烟叶的成熟度是衡量烟叶质量的第一要素，是烟叶质量的核心，与烟叶的色、香、味密切相关。研究和生产实践认为，成熟度好的烟叶内在化学成分协调、香气质好、香气量足。从烘烤的角度看，成熟度好的烟叶容易烘烤，烤后上中等烟比例高，种植效益也好。其实成熟采收的目的就是为了保证和提高烟叶的内在品质和外观等级质量，多出上等烟，增加效益。成熟采收是生产优质烟叶的中心环节和关键技术之一。掌握和判断田间烟叶成熟度对适时采收和科学调制具有重要意义。当前，对烟叶成熟度评价缺乏系统、准确的定量研究是制约我国烟叶质量提高的瓶颈。而一些先进的产烟国对烟叶成熟采收进行了深入系统的研究。

目前，烟叶成熟度判断的常用方法有：①通过长期的生产实践经验判断；②提前一周采摘烟叶样品进行化学成分分析来判断，在美国常用；③通过比色卡比色的方法进行判断；④用烟叶成熟彩色图像颜色、烤房试验和抽屉试验的量化指标判断。现有的烟叶成熟度判断方法中，①、③方法有很大的主观性，缺乏判断的准确性；在②、④方法中需要进行实验获取相关的数据指标后方可进行判断，并不能在田间对烟叶成熟度进行实时判断，缺乏实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种客观、准确的烟叶成熟度检测方法，并提供了一种以该检测方法中的评价模型为基础的烟叶成熟度检测装置，该检测装置可现场检测烟叶成熟度，快速、准确，实用性强。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种烟叶成熟度检测方法，包括以下步骤：

（1）观察记录待检测烟叶的叶序PHY；

（2）以图像采集单元获取待检测烟叶的图像，并对该图像进行处理以建立或转换为HSV颜色模式的图像，并获取图像的H、S颜色分量值（例如，可通过MATLAB软件来获取）；

（3）根据下式判断得出待检测烟叶的成熟度等级MD，

式中，MD-成熟度等级，H/S-烟叶图像的HSV颜色模型中的H与S的比值，f-系数，PHY-可收获烟叶的从下到上的叶序（phyllotaxy）。

在所述步骤（2）中，获取待检测烟叶的图像的具体方法如下：

以摄像机或照相机与待检测烟叶正面垂直相距80～120cm拍摄，且拍摄时在叶片背后放一黑色背景板，图像采用或转化为JPG格式，2048×1536像素。

一种烟叶成熟度检测装置，该装置包括图像采集单元、数据输入单元、处理控制单元、以及数据输出单元和/或数据存储单元，所述处理控制单元控制所述图像采集单元采集待检测烟叶的图像数据，该处理控制单元从所述图像采集单元获取所采集的图像数据后经运算处理获取其H、S颜色分量值，并通过所述数据输入单元获取待检测烟叶的叶序值后，再由该处理控制单元根据下述计算模型运算得出该待检测烟叶的成熟度等级MD，并送至所述数据输出单元显示和/或数据存储单元存储：

式中，MD-成熟度等级，H/S-烟叶图像的HSV颜色模型中的H与S的比值，f-系数，PHY-可收获烟叶的从下到上的叶序（phyllotaxy）。

所述图像采集单元为照相机、摄像头或摄像机。

所述数据输入单元为键盘和/或读写笔，或者为触摸屏，或者为读写笔和触摸屏。

所述处理控制单元为51系列单片机、AVR单片机、PIC单片机、ARM处理器中的任意一种，或为相匹配的CPU处理器。能够对图像数据进行读取、处理和输出的单片机或处理器均可使用。

所述数据输出单元为显示屏或/和微型打印机。

本发明具有积极有益的效果：

（1）本发明方法及成熟度检测装置通过采集到的烟叶图像来判断烟叶的成熟度，具有田间快速、现场、活体无损测定的优点，实现了成熟度外观标准数字化，可使烟叶成熟的判断直观、量化、操作性强，有利于适时采收并提高初烤烟叶的同质性和烟叶质量。

（2）本发明方法中判断模型参数选用图像HSV颜色模型中的H（色相）和S（饱和度）两个颜色分量的值，而舍弃了V（亮度）分量的值，这样就屏蔽了图像中亮度对模型建立的影响，其优点在于：