[发明专利]一种烟支滤嘴凹陷图案完整性检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于机器视觉技术的烟支滤嘴凹陷图案完整性检测方法，主要用于检测烟包内烟支滤嘴上凹陷图案的完整性。

背景技术

随着烟草科技的进步，市场上出现了越来越多的滤嘴上带有凹陷图案的香烟。在这种特殊滤嘴香烟的生产过程中，可能会有凹陷图案不完整的烟支存在，造成最终烟包的质量不合格。生产线上现有的检测设备均没有对这种凹陷图案完整性进行检测的功能，生产厂家目前还依靠人工抽检的方法来保证烟包质量，这样既增加了工作人员的工作量又不能保证所有烟包的质量。

发明内容

为了检测烟包内烟支滤嘴上凹陷图案的完整性，本发明目的在于提供了一种基于机器视觉技术的新型检测方法。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：

一种烟支滤嘴凹陷图案完整性检测方法，该检测方法由以下步骤完成：

A）、通过图像传感器采集待检烟包滤嘴端面的图像并传送给计算机，由计算机通过图像处理技术对烟包滤嘴端面的图像；处理并判断所有烟支滤嘴上凹陷图案的完整性。

图像传感器对应的光学镜头与烟包滤嘴端面垂直安装，图像传感器拍摄到的是滤嘴端面的正面图像，图像中烟支滤嘴凹陷图案部分的亮度要明显低于周围白色的滤嘴端面；计算机可以识别出凹陷图案并判断出各烟支凹陷图案是否存在缺失。

B）、计算机首先将图像传感器拍摄到的烟包滤嘴端面图像进行分割，每个烟支位置对应一个小的图像；

然后通过图像处理技术对每个烟支位置对应的图像依次进行灰度化、二值化、腐蚀、膨胀处理，查找并绘制凹陷图案轮廓，最后计算出轮廓面积即凹陷图案的像素数；

计算机根据凹陷图案像素数判断该烟支的凹陷图案是否存在缺失，即当凹陷图案像素数低于设定的基准值时则判断该烟支凹陷图案存在缺失。

上述步骤B）中灰度化是为了将图像传感器拍摄到的滤嘴端面的彩色图像转换为灰度图像；

上述步骤B）中二值化是为了将烟支滤嘴凹陷图案与周围白色的滤嘴端面进行区分，将凹陷图案像素的灰度值设为255，白色滤嘴端面像素的灰度值设为0。

上述步骤B）中计算机根据凹陷图案像素数判断的步骤为：

灵敏度设定范围为0～10，调整幅度为1，灵敏度值越小表示检测越灵敏；凹陷图案完好时拍摄到的凹陷图案像素数为S，得出灵敏度与像素的比例关系：K＝S÷10；

计算得到的凹陷图案像素数明显低于正常情况时的凹陷图案像素数，当凹陷图案像素数低于用户设定的灵敏度值时计算机则判断该烟支凹陷图案存在缺失，最后根据所有烟支的判断结果判断整个烟包是否存在缺陷。

本发明的有益效果是：

本发明提出的烟支滤嘴凹陷图案完整性检测方法不仅大大降低了工作人员的工作量，而且能保证所有烟包的质量。基于这种检测方法可以开发出应用于各种滤嘴凹陷图案完整性检测的设备，具有广泛的应用空间。

附图说明

图1是图像传感器、光学镜头安装角度示意图。

图2是某烟支位置各种情况下原始图像及最终处理结果示意图。

图3是是计算机对图像传感器拍摄到的烟包滤嘴端面图像处理流程示意图。

具体实施方式

光学镜头的安装图如图1所示，光学镜头2与烟包1的滤嘴端面垂直安装，图像传感器3拍摄到的是滤嘴端面的正面图像，图像中烟支滤嘴凹陷图案部分的亮度要明显低于周围白色的滤嘴端面，计算机可以识别出凹陷图案并判断出各烟支凹陷图案是否存在缺失。

计算机对图像传感器3拍摄到的烟包1的滤嘴端面图像处理流程如图3所示，图像处理采用的是计算机视觉库Emgu CV。计算机首先调用Emgu CV的图像拷贝函数将图像传感器拍摄到的烟包滤嘴端面图像进行分割，每个烟支位置对应一个小的图像。然后通过图像处理技术对每个烟支位置对应的图像依次进行灰度化、二值化、腐蚀、膨胀等处理，查找并绘制凹陷图案轮廓，最后计算出轮廓面积即凹陷图案的像素数，各种处理均可直接调用Emgu CV库函数来完成。灰度化是为了将图像传感器拍摄到的滤嘴端面的彩色图像转换为灰度图像，如果采用的是黑白图像传感器则不需要进行灰度化处理；二值化是为了将烟支滤嘴凹陷图案与周围白色的滤嘴端面进行区分，将凹陷图案像素的灰度值设为255，白色滤嘴端面像素的灰度值设为0；腐蚀及膨胀是为了消除经二值化处理后的图像中的一些小噪点，这样可以提高后续查找凹陷图案轮廓的速度；查找滤凹陷图案轮廓是为了绘制出凹陷图案的轮廓线，是后续计算凹陷图案像素数的前提；计算凹陷图案轮廓面积是为了计算凹陷图案轮廓线包围的凹陷图案像素数。

图2是图像传感器拍摄到的烟包中某烟支位置在正常情况、凹陷图案部分缺失及凹陷图案全部缺失时的原始图像及最终处理结果。从该图可以看出当某烟支凹陷图案部分缺失或全部缺支时，最终计算得到的凹陷图案像素数明显低于正常情况时的凹陷图案像素数，当凹陷图案像素数低于用户设定的灵敏度值时计算机则判断该烟支凹陷图案存在缺失，最后根据所有烟支的判断结果判断整个烟包是否存在缺陷。系统灵敏度设定方法：假设灵敏度设定范围为0～10，调整幅度为1，灵敏度值越小表示检测越灵敏。当凹陷图案完好时拍摄到的凹陷图案像素数为S，则可以得出灵敏度与像素的比例关系：K＝S÷10。那么当用户设定灵敏度为5时，则表示当凹陷图案像素数低于S－5×K时为不合格烟支。