[发明专利]基于图像处理的烟丝形貌特征的测量方法

权利要求书

1.基于图像处理的烟丝形貌特征的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一.获取烟丝图像；所述烟丝图像中的烟丝相互不重合；

步骤二.对烟丝图像进行图像预处理分割得到各烟丝区域；

步骤三.统计各烟丝区域的实际周长和实际面积作为烟丝的实际周长和实际面积S，测量得到烟丝平均厚度h，以烟丝平均厚度h*实际面积S得到烟丝区域的体积V_p；

步骤四.得到各烟丝区域的最小外接矩形，以最小外接矩形的对角线长度作为烟丝长度；通过各烟丝区域的周长和面积得到圆形度ψ；通过烟丝的平均厚度h和烟丝的实际面积得到烟丝的等效直径D_p；通过烟丝的平均厚度h、烟丝的实际面积和实际周长得到球形度

步骤五.得到烟丝形貌特征综合性能评价指标。

2.如权利要求1所述的基于图像处理的烟丝形貌特征的测量方法，其特征在于：步骤一中，获取烟丝图像的方法如下：

设置数码相机、LED光源和试验台，所述数码相机电连接图像采集计算机，图像采集计算机电连接显示器；所述试验台位于数码相机正下方，试验台上方一侧固定有水平尺，另一侧固定有白板；所述LED光源周向环绕设置在数码相机两侧；

数码相机将拍摄得到的烟丝图像上传至图像采集计算机。

3.如权利要求1所述的基于图像处理的烟丝形貌特征的测量方法，其特征在于：所述步骤三中，烟丝的实际周长和实际面积获取方法如下：

步骤a.白板上放置有一个已知长度的标定物L₀，作为单位标定依据的标定物，拍摄图像P₀；

步骤b.按照标准GB/T16447-1996改变烟丝的含水率，随机打乱烟丝测量样品，取出部分烟丝作为检测对象，将所述烟丝平铺于白板，随机分散烟丝，防止烟丝之间的重叠；

步骤c.将玻璃板缓慢平压在所述烟丝与白板上，使所述烟丝平铺于水平面，防止烟丝的卷曲；

步骤d.在玻璃板平压所述烟丝3min后，拍摄静态图像P，重复步骤b到步骤c，拍摄n张烟丝图像；

步骤e.读取拍摄的图像P₀，得到标定物的垂直投影像素长度L_p；

步骤f.根据得到的像素长度L_p，得到长度尺寸比Lca：

步骤g.人工测量得到烟丝的平均厚度h；烟丝区域的像素周长*Lca即烟丝区域的实际周长，烟丝区域的像素面积*Lca²即烟丝区域的实际面积。

4.如权利要求3所述的基于图像处理的烟丝形貌特征的测量方法，其特征在于：所述步骤四中，通过最小外接矩形的对角线长度*Lca得到各区域的烟丝长度，圆形度ψ、等效直径D_p和球形度的计算公式如下：

圆形度ψ：

等效直径D_p：

球形度

S_f＝2S+hL

矩形度R：

其中，h为烟丝的平均厚度、d为烟丝投影面积的等效直径、V_p为烟丝区域的体积,S_f为烟丝实际表面积，L为边缘轮廓提取后的烟丝实际周长，S为烟丝的实际面积，Sr为烟丝最小外接矩形的实际面积。

5.如权利要求4所述的基于图像处理的烟丝形貌特征的测量方法，其特征在于：所述烟丝形貌特征综合性能评价指标PJZB计算公式如下：

其中，R_s为烟丝理想的矩形度，D_ps为烟丝理想的等效直径，ψ_s为烟丝理想的圆形度，φ_s为烟丝理想的球形度，ω₁、ω₂、ω₃、ω₄均为权重。

6.如权利要求5所述的基于图像处理的烟丝形貌特征的测量方法，其特征在于：ω₁为0.7，ω₂为0.15,ω₃为0.1,ω₄为0.05；综合性能评价指标PJZB越接近于0，烟丝质量越好。