[发明专利]一种在线分析籽棉色特征和杂质的方法

说明书

本发明涉及籽棉色特征和杂质分析技术领域，尤其涉及利用籽棉生产线在线采集到的彩色图像分析籽棉的色特征和杂质的方法。首先利用彩色图像采集装置在籽棉加工线上拍照获取彩色图像，然后算得籽棉的反射率和黄度，之后有效地对彩色图像进行处理技术来获得待加工籽棉原料的总体含杂量、各非纤维性颗粒杂质的类别和含量信息，为籽棉加工线实时快速地根据图像检测反馈信息调整加工设备提供依据。

技术领域

本发明涉及籽棉色特征和杂质分析技术领域，尤其涉及利用籽棉生产线在线采集到的彩色图像分析籽棉的色特征和杂质的方法。

背景技术

棉花在生长过程中如果遭受虫害、干旱或是冰冻等自然因素的影响，其颜色会由白色而变成暗色或是黄色。手采棉所含杂质主要是异性纤维、叶屑等，机采棉中所含杂质主要是棉枝、铃壳、僵瓣、叶屑等非纤维性颗粒。按照有关的分类分级标准，籽棉的色特征、含杂量和颜色是决定皮棉可纺性和售价的重要因素。

籽棉质量的检测方法包括人工检测法和仪器测试法。籽棉质量人工检测法是首先对加工前的整垛籽棉取样，由检验员通过人工目测或手感离线分析样品质量等级，然后依照相关经验人工调整籽棉加工设备的加工参数，实现籽棉加工过程的调整。籽棉质量仪器测试法也是首先对加工前的整垛籽棉取样，利用检测仪器离线测试籽棉的质量，然后在根据经验对加工设备做调整。两种检测途径都是离线检测，导致籽棉去杂质加工线不能实时快速地按照当前籽棉的色度和含杂量调整加工设备的参数。

自20世纪70年代以来，美国、澳大利亚等发达国家已开始着手于利用测试仪器替代人工实现籽棉质量等级的检测，并制定了机检籽棉的质量等级标准，效率和精度都较高。我国虽然是产棉大国，但是籽棉质量等级的确定却还一直是由经验丰富的检验员检测分类分级，

由于对照标准的不同，国内的籽棉质量评级与国外仪器测试法存在差距，导致评级程序繁琐。国内人工检测与仪器测试两种方法都是离线检测，凭借经验调整设备，不能实现加工参数的实时调整，使得不同质量等级的籽棉同时加工，混轧问题严重，很大程度地降低了皮棉的等级，造成了巨大的资源浪费，严重制约着我国棉花产业的转型升级。

因此，急需一种能够快速、有效、准确实现籽棉色特征与杂质在线检测分类的技术方法，满足根据籽棉性状参数实时调整加工工艺参数的要求。

发明内容

针对人工与仪器两种离线检测分级方法所导致的籽棉混级、混轧、巨大资源浪费的问题，本发明提供一种在线分析籽棉色特征和杂质的方法。本方法首先利用彩色图像采集装置在籽棉加工线上拍照获取彩色图像，然后算得籽棉的反射率和黄度，之后有效地对彩色图像进行处理技术来获得待加工籽棉原料的所含杂质情况，即为总体含杂量、各非纤维性颗粒杂质的类别和含量信息，为籽棉加工线实时快速地根据图像检测反馈信息调整加工设备提供依据。

本发明的技术方案如下：

一种在线分析籽棉色特征和杂质的方法，包括如下步骤：

(1)利用图像在线采集系统提取籽棉彩色图像；

(2)根据彩色图像信息算得籽棉的反射率和黄度；

(3)对彩色图像有效地进行处理来获得籽棉的总体含杂量、各植物性杂质、以及非纤维性颗粒杂质的类别和含量信息；

根据本发明优选的，所述步骤(1)中的彩色图像在线采集系统的结构功能简图如图1所示，由采样板3、采样驱动器4、图像采集模块5组成。采样驱动器4带动采样板3实现180°正反向旋转，图像采集模块用于采集籽棉图像。

根据本发明优选的，所述步骤(1)中所用的籽棉彩色图像采集模块如图2所示，由暗室51、工业相机52、环形光源53、光学玻璃板54组成。设置暗室51的目的是提供均衡的表面照明，避免反光、耀斑或其他光源的影响，得到清晰的数字图像，环形光源53提供稳定、可靠的照明，抑制拍摄籽棉时所产生的眩目光和反射等问题。光学玻璃板54为全透光的光学玻璃，作用是隔离开管型运送通道与拍照位置以及减少籽棉凹凸阴影的影响。