一种烟草叶丝宽度识别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及烟草检测领域，尤其涉及一种烟草叶丝宽度识别方法。
【背景技术】
[0002]烟草危害是当今世界严重的公共卫生问题之一，众多的科学证据表明，吸烟和二手烟暴露(被动吸烟)严重危害人类健康，世界卫生组织(WHO)的统计数字显示，全世界每年因吸烟死亡的人数高达600万，即平均每6秒钟有I人死于吸烟相关疾病，吸烟者中将会有一半因吸烟提早死亡；因二手烟暴露所造成的非吸烟者年死亡人数约为60万。
[0003]然而，由于吸烟能够调节人们的情绪，激发创作灵感，对于社会应酬大有帮助，同时，烟草行业可以增加国民收入，解决下岗职工的就业问题，刺激相关产业的发展和人员流动，因而，烟草行业在大部分国家和地区仍属于重要支柱产业。
[0004]在烟草生产过程中，切叶丝工序是重要的工序之一，由于叶丝宽度对卷烟的物理指标和感官质量具有不同程度的影响，叶丝宽度不同，卷烟的吸味也不完全一致，因而，叶丝宽度成为判断烟草是否合格的重要标准，现有技术的叶丝宽度检测或基于人工测量，或使用投影仪在每根叶丝的数个等距离点测量宽度，由于叶丝形状不规则，上述方式都会导致测量速度慢，测试结果不够精确。
[0005]因此需要一种烟草叶丝宽度识别方法，能够根据烟草叶丝的形状特点，有针对性地设置叶丝宽度的各个检测子单元，提高烟草叶丝宽度识别的速度和可靠性，从而快速、准确地判断被检测烟草叶丝宽度是否合格。
【发明内容】
[0006]为了解决上述问题，本发明提供了一种烟草叶丝宽度识别方法，根据烟草叶丝的形状特征，设置了用于检测叶丝宽度的图像预处理单元、所述图像分割单元、所述杂质去除单元、所述毛刺清除单元和所述宽度检测单元，同时为不同类型烟草叶丝设置了不同的宽度检测标准，用户只需输入烟草类型即可自动确定当前检测的烟草叶丝宽度是否合格。
[0007]根据本发明的一方面，提供了一种烟草叶丝宽度识别方法，该方法包括:1)提供一种烟草叶丝宽度识别平台，所述识别平台包括叶丝承载设备、高清摄像设备、辅助照明光源、宽度识别设备和AT89C51单片机，所述叶丝承载设备用于摆放互不接触的多根叶丝，所述高清摄像设备在辅助照明光源的辅助照明下对所述多根叶丝拍摄，以获得叶丝图像，所述宽度识别设备与所述高清摄像设备连接，用于对所述叶丝图像进行图像处理，以获得叶丝宽度，所述AT89C51单片机与所述宽度识别设备连接，根据所述叶丝宽度确定叶丝是否合格；2)使用所述识别平台来进行识别。
[0008]更具体地，在所述烟草叶丝宽度识别平台中，还包括:用户输入设备，用于根据用户的操作，输入当前识别的烟草叶丝的类型；存储设备，用于预先存储了烟草叶丝信息表，所述烟草叶丝信息表以烟草叶丝类型为索引，分别记录了每一种类型烟草叶丝的基准叶丝宽度范围、叶丝上限灰度阈值和叶丝下限灰度阈值，所述叶丝上限灰度阈值和所述叶丝下限灰度阈值用于将图像中的叶丝与背景分开，所述存储设备还用于预先存储了像素数量阈值和纵向切割数量；显微镜物镜组，放置在所述叶丝承载设备和所述高清摄像设备之间，用于放大所述叶丝承载设备上的多根叶丝，以供所述高清摄像设备进行拍摄；语音播放设备，与所述AT89C51单片机连接，用于播放与烟草叶丝宽度合格信号或烟草叶丝宽度不合格信号对应的语音提示文件；显示设备，与所述AT89C51单片机连接，用于显示与烟草叶丝宽度合格信号或烟草叶丝宽度不合格信号对应的提示文字；所述叶丝承载设备为一平面形状，用于摆放互不接触的多根叶丝；所述高清摄像设备包括滤光片、镜头和CMOS图像传感器，所述镜头位于所述滤光片和所述CMOS图像传感器之间，所述CMOS图像传感器采集的叶丝图像的分辨率为1366X768 ;辅助照明光源包括亮度传感器和发光器件，所述亮度传感器检测周围环境的环境亮度，所述发光器件与所述亮度传感器连接，基于所述环境亮度确定提供的辅助照明的发光功率；所述宽度识别设备包括图像预处理单元、图像分割单元、杂质去除单元、毛刺清除单元和宽度检测单元，所述图像预处理单元与所述CMOS图像传感器连接，对所述叶丝图像依次执行中值滤波和灰度化处理，以获得灰度化图像，所述图像分割单元与所述图像预处理单元和所述AT89C51单片机分别连接，接收所述AT89C51单片机发送的目标叶丝上限灰度阈值和目标叶丝下限灰度阈值，将所述灰度化图像中灰度值在所述目标叶丝上限灰度阈值和所述目标叶丝下限灰度阈值之间的像素识别并组成多个叶丝子图案，所述杂质去除单元与所述图像分割单元和所述存储设备分别连接，计算多个叶丝子图案中每一个叶丝子图案的总像素数，输出总像素数大于等于像素数量阈值的一个或多个叶丝子图案作为一个或多个目标叶丝子图案输出，所述毛刺清除单元与所述杂质去除单元连接，用于去除所述一个或多个目标叶丝子图案的毛刺，以获得一个或多个已处理叶丝子图案，所述宽度检测单元与所述毛刺清除单元和所述存储设备分别连接，将每一个已处理叶丝子图案按预定间隔纵向切割达到所述纵向切割数量的次数，获得数量为所述纵向切割数量的多个横向叶丝宽度，对所述多个横向叶丝宽度求平均值，获得每一个已处理叶丝子图案的宽度，并对一个或多个已处理叶丝子图案的宽度求平均值，以获得所述叶丝宽度；所述AT89C51单片机与所述用户输入设备和所述存储设备分别连接，基于所述当前识别的烟草叶丝的类型在所述烟草叶丝信息表中查找与所述当前识别的烟草叶丝的类型匹配的基准叶丝宽度范围、叶丝上限灰度阈值和叶丝下限灰度阈值，以作为目标基准叶丝宽度范围、目标叶丝上限灰度阈值和目标叶丝下限灰度阈值输出，所述AT89C51单片机还与所述宽度检测单元连接，以获得所述叶丝宽度，并当所述叶丝宽度落在所述目标基准叶丝宽度范围时，发出烟草叶丝宽度合格信号，当所述叶丝宽度不在所述目标基准叶丝宽度范围内时，发出烟草叶丝宽度不合格信号；其中，所述叶丝承载设备还包括叶丝自动清扫器件，与所述AT89C51单片机连接，用于在接收到所述烟草叶丝宽度合格信号或所述烟草叶丝宽度不合格信号后，自动清扫所述多根叶丝。
[0009]更具体地，在所述烟草叶丝宽度识别平台中，所述识别平台还包括:供电器件，与所述AT89C51单片机连接，用于在所述AT89C51单片机的控制下，为所述识别平台提供各种不同的电力供应模式，所述各种不同的电力供应模式包括省电模式和正常模式。
[0010]更具体地，在所述烟草叶丝宽度识别平台中:所述图像预处理单元、所述图像分割单元、所述杂质去除单元、所述毛刺清除单元和所述宽度检测单元分别采用不同的FPGA芯片来实现。
[0011]更具体地，在所述烟草叶丝宽度识别平台中:所述图像预处理单元、所述图像分割单元、所述杂质去除单元、所述毛刺清除单元和所述宽度检测单元都被集成在同一块FPGA芯片中。
[0012]更具体地，在所述烟草叶丝宽度识别平台中:所述语音播放设备为扬声器，所述显示设备为液晶显示屏，所述用户输入设备为键盘或与所述显示设备集成的触摸屏。
【附图说明】
[0013]以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中:
[0014]图1为根据本发明实施方案示出的烟草叶丝宽度识别平台的结构方框图。
【具体实施方式】
[0015]下面将参照附图对本发明的烟草叶丝宽度识别平台的实施方案进行详细说明。
[0016]烟草属管状花目，茄科一年生或有限多年生草本植物，基部稍木质化。花序顶生，圆锥状，多花；蒴果卵状或矩圆状，长约等于宿存萼。夏秋季开花结果。主要分布于南美洲、南亚、中国。烟草是种植出来的，生长出来的烟叶经过脱水，烤制等工序即可制造出人们吸食用的卷烟。
[0017]烟草行业及其影响应该一分为二:从税利来说，烟草一年带给国家的税利收入相当于军备开支，这给国家利益带来了较大的利益；从危害生命健康来说，吸烟有害健康，烟草应该作为夕阳企业严格控制甚