一种丝状梗丝形态的检测方法与评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及烟草加工领域，特别是涉及一种丝状梗丝形态的检测方法与评价方 法。
【背景技术】
[0002] 梗丝是卷烟配方中的常用掺兑品，具有价格低廉、填充性能高、焦油及有害成分释 放量低等优点，同时也存在形态与叶丝配伍性差、燃烧后木质气味较重、烧灼感强烈等缺 陷，因此，目前梗丝在低档卷烟中使用较为广泛、且用量较大，中档卷烟中梗丝用量较少，高 档卷烟中基本不用梗丝。另外，随着中国卷烟市场产品结构的发展，低档卷烟产量快速萎 缩，从而造成中国烟梗资源的极大浪费。
[0003] 烟梗加工时，烟梗一般经过压梗、切丝后形成梗丝产品，根据具体工艺参数的不 同，最终的梗丝产品可大致分为"片状"与"丝状"两种形态，且无论工艺条件如何变化，梗丝 产品中两种形态的梗丝一般都是并存的，仅仅是相对比例有所差异。因"片状"梗丝掺在卷 烟中会影响卷烟吸阻稳定性，且容易被消费者察觉，进而影响卷烟产品质量，因此，较多的 烟草企业在大力发展"丝状"梗丝加工工艺技术，在此过程中，随着梗丝目视评价"丝状"程 度的不断改善，发展丝状梗丝形态的定量检测方法，可以为梗丝工艺的进一步深入优化提 供有力的技术支持。
[0004] 目前，现有技术中也提出了一些对梗丝形态与表征的技术方案，如申请公布号为 CN103344533A的中国发明专利申请说明书公开了 一种颗粒梗粒径的检测方法，应用matlab 图像处理技术对获得到的单个颗粒梗照片进行二值化处理，进而求取颗粒梗的面积和单个 颗粒梗的粒径，以此来实现对颗粒梗粒径的定量表征;但是，目前大部分的烟草企业所使用 的梗丝形态的"片状"或"丝状"，因此，上述用于表征颗粒状的颗粒梗粒径的检测方法应用 范围较窄，不适用于"片状"或"丝状"梗丝的形态表征。
[0005] 又如授权公开号为CN103162626B的发明专利说明书公开了一种烟用梗丝形态的 检测与定量表征方法，其利用计算机中图像处理算法对获取的梗丝图像进行处理，分析确 定图像中每个梗丝长度，并以该长度作为各梗丝的外接圆直径，计算其外接圆面积;梗丝长 度的确定:是采用对梗丝图像中任意两边缘像素点遍历的算法，确定两个边缘像素点间的 最远距离作为该梗丝长度;再者，统计图像中各梗丝的像素点个数，根据单个像素点面积， 计算出图像中各梗丝面积;最后，利用梗丝面积与梗丝外接圆面积两者的比值作为图像中 各梗丝的形态指数，最后通过大量梗丝的形态指数的统计值作为样本梗丝的形态指数。该 方法对于一些规则的、直线型的梗丝形态表征具有一定的效果，但是，实际检测和实际烟草 生产领域中所用到的"丝状"梗丝中，大多数的梗丝都是处于不规则且自然弯曲的状态，如 图1所示，因此，上述烟用梗丝形态的检测与定量表征方法中，"确定两个边缘像素点间的最 远距离作为该梗丝长度"不能用于弯曲的梗丝，因为弯曲的梗丝图像中，两个边缘像素点间 的最远距离L1不等于梗丝的实际长度L2+L3,所以，上述烟用梗丝形态的检测与定量表征方 法不适用于实际生产中呈自然弯曲状的"丝状"梗丝的形态表征。
【发明内容】
[0006] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种丝状梗丝形态的检测 方法，适用于实际生产中呈自然弯曲状的"丝状"梗丝的形态表征。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供一种丝状梗丝形态的检测方法，依次包括以下步骤：
[0008] 1)、将待检测的梗丝物料中的多根梗丝一根根地放置于检测平台上；
[0009] 2)、对检测平台上的梗丝拍照，获取梗丝的数字图像，并将梗丝的数字图像传输且 保持在计算机中；
[0010] 3)、计算机对所述梗丝的数字图像进行处理，获取梗丝的投影图像；
[0011] 4)、计算所述梗丝的投影图像的面积S，确定所述梗丝的投影图像中梗丝的最大长 度X;
[0012] 5)、获取所述梗丝的投影图像的凸包，计算该凸包的周长C;
[0013] 6)、梗丝纤维长度L=凸包周长C-梗丝最大长度X;
[0014] 梗丝平均宽度W=梗丝投影图像的面积S/梗丝纤维长度L;
[0015] 7)、梗丝丝状化程度R表征为:R=W。
[0016] 进一步地，还包括喂料漏斗、高频振槽和传输皮带，所述喂料漏斗的落料口与高频 振槽的进料口相连通，高频振槽的出料口位于传输皮带的正上方，所述传输皮带的上端面 构成所述检测平台；
[0017] 所述步骤1)依次包括以下步骤：
[0018] 11)、将待检测的梗丝物料置于喂料漏斗中；
[0019] 12)、喂料漏斗中的梗丝物料通过所述落料口落于高频振槽内；
[0020] 13)、高频振槽对梗丝物料进行分散后，将梗丝物料抖落在所述传输皮带的上端面 上。
[0021] 优选地，所述步骤2)中，还包括安装在传输皮带正上方的照相系统，该照相系统中 包括与所述计算机通讯连接的图像采集器，所述图像采集器按一定频率对传输皮带上的梗 丝物料拍照。
[0022] 进一步地，所述步骤3)中，计算机对所述梗丝的数字图像进行处理包括对梗丝的 数字图像依次进行灰度化处理、二值化处理和边缘探测处理。
[0023] 优选地，所述步骤4)中，梗丝投影图像的面积S计算方法为：S = N*P，N为梗丝投影 图像的像素点个数，P为梗丝投影图像中单个像素点所对应图像的实际面积。
[0024]进一步地，所述步骤4)中，梗丝投影图像中梗丝最大长度X的确定方法为:采用梗 丝投影图像中任意两边缘像素点遍历的算法、确定两个边缘像素点间的最远距离作为所述 梗丝投影图像中梗丝最大长度X。
[0025] 优选地，所述步骤5)中，采用Graham's Scan法或Jarvis步进法计算所述凸包的周 长C。
[0026]本发明还提供一种丝状梗丝形态的评价方法，依次包括以下步骤：
[0027] I、取样:取10g~20g的待检测的梗丝物料；
[0028] Π 、梗丝形态检测：使用如上所述的丝状梗丝形态的检测方法获取梗丝物料中多 根梗丝的丝状化程度R;
[0029] m、梗丝形态评价:将梗丝物料中的多根梗丝按梗丝平均宽度W分为若干区间，统 计各梗丝平均宽度区间范围内的梗丝总数、梗丝占总面积比例和梗丝占总面积累积比例。
[0030] 如上所述，本发明涉及的丝状梗丝形态的检测方法与评价方法，具有以下有益效 果：
[0031] 本申请中通过计算梗丝投影图像的凸包周长与最大长度的差值作为梗丝纤维长 度L，因此，该梗丝纤维长度L能够更好地表征呈自然弯曲状态的梗丝的实际长度，所以，据 此计算得出的梗丝平均宽度W用于表征梗丝的丝状化程度更加直接与准确，进而为丝状梗 丝形态的评价提供准确地、有力地数据支持。
【附图说明】
[0032]图1为处于自然弯曲状态的梗丝。
[0033] 图2为一梗丝的凸包。
[0034]图3为另一梗丝的凸包。
[0035]图4为本申请中喂料漏斗、高频振槽、传输皮带和照相系统之间的位置关系图。 [0036] 附图标记说明：
[0037] 1、喂料漏斗;2、高频振槽
[0038] 3、传输皮带;4、图像采集器
【具体实施方式】
[0039] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明 书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0040] 须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭 示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故 不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明 所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范 围内。同时，本说明书中所引用的如"上"、"下"、"左"、"右"、"中间"及"一"等的用语，亦仅为 便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质 变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0041] 本申请提供一种丝状梗丝形态的检测方法，依次包括以下步骤：
[0042] 1)、将待检测的梗丝物料中的多根梗丝一根根地放置于检测平台上；
[0043] 2)、对检测平台上的梗丝拍照，获取多张单根梗丝的数字图像，并将梗丝的数字图 像传输且保持在计算机中；
[0044] 3)、计算机对所述梗丝的数字图像进行处理，获取梗丝的投影图像，如图2或图3所 示；
[0045] 4)、计算所述梗丝的投影图像的面积S，确定所述梗丝的投影图像中梗丝的最大长 度X，所述梗丝的最大长度X是指:梗丝投影图像中、任意两个边缘像素点间的最大长度；
[0046] 5)、获取所述梗丝的投影图像的凸包，并计算该凸包的周长C;
[0047] 6)、梗丝纤维长度L=凸包周长C-梗丝最大长度X;
[0048] 梗丝平均宽度W=梗丝投影图像的面积S/梗丝纤维长度L;
[0049] 7)、梗丝丝状化程度R表征为:R=W。
[0050] 上述丝状梗丝形态的检测方法中，梗丝的数字图像、梗丝的投影图像、梗丝投影图 像的面积S、梗丝投影图像中梗丝最大长度X、梗丝投影图像凸包的周长C、梗丝纤维长度L、 梗丝平均宽度W、梗丝丝状化程度R都是针对于单根梗丝而言的。
[0051] 本申请还