一种雪茄烟的填充密度分布均匀性的评价方法与流程

本发明涉及一种雪茄烟的填充密度分布均匀性的评价方法，属于烟草质量检测。

背景技术：

1、雪茄烟是一种特殊的烟草制品，即由采用烟草制作的茄芯、茄衣、茄套卷制而成。随着经济水平的提升和人民生活水平的提高，国内对雪茄烟的需求在不断扩大。相较于传统卷烟及机制雪茄，手工雪茄采用人工卷制，制作工序多且复杂，质量控制因素多，产品各项物理指标的精确度不高。因此，建立科学、准确、高效的雪茄烟支质量检测方法，对于手工雪茄质量的准确评价和产品质量控制有重要意义。

2、手卷雪茄生产属于人员密集型产业，目前国内手工雪茄生产企业均借鉴国外生产企业的过程质量控制模式，主要依靠人为经验判断，辅以天平、环规尺等简单物理性能检测工具进行产品质量检测。雪茄烟卷制的物理性能指标，主要包括外观质量(如外观尺寸、茄衣外观缺陷等)以及卷制的填充质量(填充密度分布均匀性)。目前，对于雪茄烟支填充质量的检测判断主要有两种方法。一种是通过人工触感，判断雪茄烟支填充是否均匀，是否存在竹节烟等质量问题。另一种是将应用于传统卷烟轴向密度检测的微波检测方法用于雪茄烟支轴向密度的检测。

3、但目前微波法仅能实现对雪茄烟支沿轴向一维方向的填充密度检测，无法实现对烟支径向方向的填充密度分布的分析检测。而雪茄烟的结构不同于传统卷烟的结构，雪茄烟在径向方向上包括茄芯、茄衣、茄套等不同层次结构，除了轴向方向上的烟胚密度会影响卷制的填充质量外，沿径向最外侧茄衣对烟胚包裹的紧实程度也会影响其填充质量(填充密度分布均匀性)。因此，需要同时关注雪茄烟支轴向和径向二维方向的填充密度状态，但是目前尚缺乏可以同时对雪茄烟支轴向和径向的填充密度进行有效监测的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种雪茄烟的填充密度分布均匀性的评价方法，可以解决目前无法同时对雪茄烟支轴向和径向的填充密度进行有效监测的问题。

2、为了实现以上目的，本发明的雪茄烟的填充密度分布均匀性的评价方法所采用的技术方案为：

3、一种雪茄烟的填充密度分布均匀性的评价方法，包括以下步骤：获取待测雪茄烟的透射图像，再将所述透射图像划分为依次沿透射图像中待测雪茄烟轴向排列的a+1个面积相等的第一分区，并将所述透射图像划分为依次沿透射图像中待测雪茄烟轴向排列的n+1行、径向排列的m+1列的(m+1)×(n+1)个面积相等的第二分区，然后根据所述第一分区内像素点的灰度值的分布情况对雪茄烟轴向的填充密度的分布均匀性进行评价，并根据所述第二分区内像素点的灰度值的分布情况对雪茄烟径向的填充密度的分布均匀性进行评价。

4、本发明的雪茄烟的填充密度分布均匀性的评价方法，通过获取待测雪茄烟的透射图像，根据雪茄叶片(丝)、梗、空隙等不同成分在射线穿透下具有不同的衰减系数，成像灰度具有一定差异的原理，通过第一分区内像素点的灰度值的分布情况对雪茄烟轴向的填充密度的分布均匀性进行评价，通过第二分区内像素点的灰度值的分布情况对雪茄烟径向的填充密度的分布均匀性进行评价，实现了同时对雪茄烟支轴向和径向的填充密度进行有效、无损监测。本发明的雪茄烟的填充密度分布均匀性的评价方法操作简单，具有较高的检测效率。

5、优选地，待测雪茄烟的透射图像采用x射线光源对待测雪茄烟进行照射获得。

6、优选地，所述待测雪茄烟的透射图像由包括以下步骤的方法获得：采用x射线光源对待测雪茄烟进行照射，得到待测雪茄烟的原始透射图像，然后对原始透射图像进行边缘检测，将原始透射图像分割为雪茄烟区域和背景区域，雪茄烟区域即为待测雪茄烟的透射图像。

7、优选地，x射线光源的电压为70～120kv，电流为2.0～4.0ma。例如，x射线光源的电压为75kv，电流为3.0ma。当x射线光源的电压为70～120kv，电流为2.0～4.0ma时，可以确保评价结果有较高的正确率。

8、本发明中，通过边缘检测对图像进行分割的方法包括阈值分割、形态学分割、卷积神经网络等。具体实施时，可以参考现有技术中的阈值分割、形态学分割、卷积神经网络的操作方法来进行边缘检测。

9、可以理解的是，在对雪茄烟轴向和径向的填充密度的分布均匀性进行评价时，a、m、n的取值越大，对雪茄烟轴向和径向的填充密度的分布均匀性的评价结果越准确，但是需要更大的工作量，优选地，所述a≥1，m≥1，n≥1。进一步优选地，10≥a≥1，10≥m≥1，10≥n≥1。例如，a＝n＝9，m＝4。当a、m、n的取值符合上述条件时，可以确保每一个分区内的像素点不少于50个，便于提高计算结果的精度，进而提高评价结果的可靠性。

10、优选地，将所述透射图像划分为依次沿透射图像中待测雪茄烟轴向排列的a+1个面积相等的第一分区的方法包括以下步骤：

11、(1)将待测雪茄烟的透射图像进行细化处理，再确定待测雪茄烟的透射图像的中心线，待测雪茄烟的透射图像的中心线是指待测雪茄烟的透射图像中雪茄烟的外接矩形的两个平行短边的中心点的连线；

12、(2)从待测雪茄烟的透射图像的中心线的一端出发，按照设定间距做中心线的垂线，垂线的个数为a，各垂线将待测雪茄烟的透射图像分割为依次沿待测雪茄烟的轴向排列的a+1个面积相等的第一分区。

13、优选地，将所述透射图像划分为依次沿透射图像中待测雪茄烟轴向排列的n+1行、径向排列的m+1列的(m+1)×(n+1)个面积相等的第二分区的方法包括以下步骤：

14、(1)将待测雪茄烟的透射图像进行细化处理，再确定待测雪茄烟的透射图像的中心线，待测雪茄烟的透射图像的中心线是指待测雪茄烟的透射图像中雪茄烟的外接矩形的两个平行短边的中心点的连线；

15、(2)在待测雪茄烟的透射图像中做与待测雪茄烟的透射图像的中心线平行或者重合的m个平行线，m个平行线中，任意相邻的两条平行线之间的距离相等，m个平行线以及与各平行线垂直相交的n个垂线将待测雪茄烟的透射图像分割为依次沿待测雪茄烟的轴向排列的n+1行、依次沿待测雪茄烟的径向排列的m+1列的(m+1)×(n+1)个第二分区。

16、优选地，所述第一分区内像素点的灰度值的分布情况由包括以下步骤的方法确定：首先，确定每一个第一分区内所有像素点的灰度均值，将某一第一分区内所有像素点的灰度均值定义为该第一分区的目标灰度值，然后根据所有第一分区的目标灰度值，确定所有第一分区的目标灰度值集合的极差、变异系数，以所有第一分区的目标灰度值集合的极差、变异系数来确定第一分区内像素点的灰度值的分布情况。可以理解的是，所有第一分区的目标灰度值集合的极差越大、变异系数越大，第一分区内像素点的灰度值的分布越不均匀，即雪茄烟轴向的填充密度的分布均匀性越差。

17、优选地，所述第二分区内像素点的灰度值的分布情况由包括以下步骤的方法确定：首先，确定每一个第二分区内所有像素点的灰度均值，将某一第二分区内所有像素点的灰度均值定义为该第二分区的目标灰度值，然后根据每一行m+1个第二分区的目标灰度值，确定每一行m+1个第二分区的目标灰度值集合的极差、变异系数，以每一行m+1个第二分区的目标灰度值集合的极差、变异系数来确定第二分区内像素点的灰度值的分布情况。可以理解的是，某一行m+1个第二分区的目标灰度值集合的极差越大、变异系数越大，该行所在区域的像素点的灰度值的分布越不均匀，即该行所在区域的雪茄烟径向的填充密度的分布均匀性越差。

18、优选地，当测试时x射线光源的电压为70～120kv，电流为2.0～4.0ma，测试所得的第一分区的目标灰度值集合的极差不大于10，且变异系数不大于10％时，雪茄烟轴向填充密度分布均匀性的测试结果为合格。

19、优选地，当测试时x射线光源的电压为70～120kv，电流为2.0～4.0ma，测试所得的每一行第二分区的目标灰度值集合的极差均不大于10，且变异系数均不大于10％时，雪茄烟径向填充密度分布均匀性的测试结果为合格。