[发明专利]一种基于片烟形态特征对片烟进行描述及分类的方法

说明书

本发明公开了一种基于片烟形态特征对片烟进行描述及方烟的方法，包括：采集片烟样本图像，选取矩形度、紧致度、细长度作为片烟的形状描述参数；利用标准片烟的形状描述参数构建三维空间，采用K‑Means算法，分别对圆形标准片烟、正方形标准片烟、长条形标准片烟进行聚类；将任意不规则片烟的形状描述参数采用三维空间位置P来描述；计算标准片烟聚类中心点到不规则片烟形状描述参数的三维空间位置之间的欧氏距离，结合面积参数，将不规则片烟的形态特征进行描述；根据不规则片烟形态特征的描述，对不规则片烟进行分类。本发明填补了目前对片烟形态描述的空白，方便了对片烟形态用于烟丝结构等叶片加工过程中的研究提供依据；实现了不规则片烟形状的分类。

技术领域

本发明属于烟草结构领域，具体是涉及一种基于片烟形态特征对片烟进行描述及分类的方法。

背景技术

近年来烟草加工工艺得到了较快发展，加工技术水平不断提高，但基础研究仍较为薄弱。在打叶复烤(烟叶→叶片)和制丝(叶片→烟丝)环节，片烟的叶片形态越来越受到关注。

片烟是由面积大小不同、轮廓形状不规则的叶片混合而成。片烟形态特征对烟丝结构有明显的影响，其中片烟面积的影响很大，这领域已有很多研究成果，但在实际生产应用中发现在大中片率相近的片烟不同形状配比方案切丝后的烟丝结构分布是有很大差别的，不规则的轮廓形状对切丝后的烟丝结构特征也有着影响。对片烟样本面积分布的描述采用大中片率的指标定义，并且已经形成烟草行业检测标准，但片烟面积分布仅仅是叶片结构分布的表征方法之一，为了进一步完善对片烟的形态描述研究，应该增加对片烟的形状描述参数进行研究，以填补片烟形态描述的空白，对片烟形态用于烟丝结构等叶片加工过程中的研究提供依据。

目前尚无采用紧致度、细长度、矩形度来描述片烟形状，怎样完整描述一份片烟样本的形态特征？这个课题目前尚无研究成果。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种基于片烟形态特征对片烟进行描述的方法，以用于填补目前对片烟形态描述的空白，方便对片烟形态用于烟丝结构等叶片加工过程中的研究提供依据；提供一种基于片烟形态特征对片烟进行分类的方法，以用于通过该形态特征的描述，实现不规则片烟形状的分类。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

一种基于片烟形态特征对片烟进行描述的方法，包括：

分别采集多个圆形标准片烟、正方形标准片烟、长条形标准片烟的图像，选取紧致度、细长度、矩形度作为标准片烟的形状描述参数构建三维空间，采用K-Means算法，分别对圆形标准片烟、正方形标准片烟、长条形标准片烟进行聚类，得到圆形标准片烟聚类中心点O₁、正方形标准片烟聚类中心点O₂、长条形标准片烟聚类中心点O₃；

采集不规则片烟图像，选取紧致度、细长度、矩形度作为不规则片烟的形状描述参数，在标准片烟的形状描述参数构建的三维空间中确定任意不规则片烟的紧致度、细长度、矩形度三个形状描述参数的三维空间位置P；

计算标准片烟聚类中心点到不规则片烟形状描述参数的三维空间位置P之间的欧氏距离，结合面积参数，将不规则片烟的形态特征描述为(∣O₁P∣，∣O₂P∣，∣O₃P∣，A)；其中，∣O₁P∣表示圆形标准片烟聚类中心点O₁到不规则片烟形状描述参数的三维空间位置P的欧氏距离，∣O₂P∣表示正方形标准片烟聚类中心点O₂到不规则片烟形状描述参数的三维空间位置P的欧氏距离，∣O₃P∣表示长条形标准片烟聚类中心点O₃到不规则片烟形状描述参数的三维空间位置P的欧氏距离，A表示片烟面积。

一种基于片烟形态特征对片烟进行分类的方法，包括：