[发明专利]基于机器视觉的单烟支空头检测方法及专用设备

摘要

本发明公开一种基于机器视觉的单烟支空头检测方法，包括如下步骤：（1）利用内窥镜采集烟支图像并处理，得到预处理图像P1；（2）提取图像P1的蓝色通道图像P4并处理；（3）初步确定图像中烟支的圆心位置；（4）初步确定图像中需要检测的烟支的位置，对于烟支所在区域拟合出圆心坐标和半径；（5）判断烟支区域是过滤嘴还是烟支头部；（6）确定烟支的烟丝与烟纸的分界点；（7）计算内外边界点的距离，如果距离小于一定的阈值，认为是合格的烟支，反之为空头烟支，则剔除。本发明还公开这种检测方法的专用设备。本发明方法利用内窥镜采集烟支图像，通过计算机精确处理，能够准确、快速检测出单烟支空头。

主权项

一种基于机器视觉的单烟支空头检测方法，其特征在于包括如下步骤：（1）利用内窥镜图像采集装置采集烟支图像，对采集到的图像进行中值滤波处理，去除噪声，同时减少图像边缘失真，得到预处理图像P1；其中，烟支图像的采集方法为：通过编码器连接到包装机的主轴上，主轴转动时编码器会产生脉冲，当编码器转到特定的相位时，IO控制板会发送一个图像采集信号，采集卡控制图像采集装置采集图片；图像采集装置中多通道同时进行采集，电子内窥镜的一端正对着下烟库的烟支头部，另一端汇集后形成像束，像束端面图像经过耦合装置后构造平行光路传送到工业相机成像端成像；（2）在RGB色彩模式下，提取图像P1的蓝色通道图像P4，对P4进行高斯平滑滤波处理，减少图像噪声；（3）初步确定图像中烟支的圆心位置：在P1图像中确定较小的检测区域，采用canny算子确定烟支的边缘，通过检测出的边缘采用最小二乘的方法确定初步的圆心坐标A0；（4）采用图像旋转及投影的方法，初步确定图像P1中需要检测的烟支的位置，对于烟支所在区域拟合出圆心坐标和半径；（5）对拟合出的烟支区域，采用颜色和纹理的方法判断检测端是过滤嘴还是烟支头部；如检测端为过滤嘴直接剔除，如检测端为烟支头部则继续以下的步骤；（6）确定烟支的烟丝与烟纸的分界点：在P4图像中将拟合出的圆分成128等份，将各个区域旋转成水平方向，提取各部分的最亮点与最暗点，图像中烟纸与烟丝的分界线表现为亮区与暗区的差别；在明暗交界的区域内计算梯度，内圆取梯度最大值，外圆取梯度最小值；采用曲率的方法去除边缘的跳变点，从而精确定位内外圆的边界点；（7）计算内外边界点的距离，如果距离小于一定的阈值，认为是合格的烟支，反之为空头烟支，则通过安装在检测盒下方的吹气孔将空头烟支剔除。