基于图像识别的烟丝结构检测及烟丝组分分析

魏甲欣; 李琪; 马飞; 丁美宙; 靳亚伟; 王艺斌; 许文武; 王小明

doi:10.12187/2022.03.011

基于图像识别的烟丝结构检测及烟丝组分分析

1. 河南中烟工业有限责任公司许昌卷烟厂, 河南许昌 461000;
2. 河南中烟工业有限责任公司技术中心, 河南郑州 450000;
3. 南京焦耳科技有限责任公司, 江苏南京 210000

作者简介: 魏甲欣(1972—),男,河南省南阳市人,河南中烟工业有限责任公司高级工程师,主要研究方向为烟草工艺。E-mail:wei61391@sina.com;

基金项目: 中国烟草总公司重点实验室项目(110201603004)
河南中烟工业有限责任公司科技项目(AW201920)
中图分类号: TS452

Cut tobacco structure detection and cut tobacco component analysis based on image recognition

1. Xuchang Cigarette Factory, China Tobacco He'nan Industrial Co., Ltd., Xuchang 461000, China;
2. Technology Center, China Tobacco He'nan Industrial Co., Ltd., Zhengzhou 450000, China;
3. Nanjing Joint Technology Co., Ltd., Nanjing 210000, China
Received Date: 2021-09-18

CLC number: TS452

摘要: 为提高烟丝结构检测及烟丝组分分析的准确性,基于图像识别技术,对烟丝轮廓进行细化,提取烟丝骨骼,得到烟丝长度,建立烟丝表观总面积与质量的拟合模型,获得烟丝结构(整丝率、碎丝率);利用最小内切圆的方法得到烟丝的平均宽度、宽度方差,烟丝轮廓在饱和度(Saturation,S)通道上的颜色方差,以及HSV颜色模型的颜色矩,用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)作为分类器,构建薄片丝、梗丝、叶丝的烟丝组分分类模型。实际应用结果表明:基于图像识别的方法能准确统计整丝率、碎丝率,且比传统振筛法更快捷、有效,与卷积神经网络法和残差神经网络法相比,该方法识别薄片丝、梗丝、叶丝的平均相对误差≤5%,准确性及可行性更高。
- 烟丝结构 /
- 烟丝组分 /
- 图像识别 /
- 支持向量机 /
- HSV
Abstract: In order to improve the accuracy of cut tobacco structure detection and cut tobacco component analysis, based on image recognition technology to thinning the contour of cut tobacco image, extract the skeleton of cut tobacco, get the length of cut tobacco, and establish a fitting model for the apparent total area and mass of cut tobacco and get cut tobacco structure (whole cut rate and broken cut rate). The method of the smallest inscribed circle was used to obtain the average width and width variance of the cut tobacco, the color variance of the cut tobacco profile on the Saturation (S) channel, and the color moment of the HSV color model, the Support Vector Machine (SVM) was used as the classifier to construct the tobacco component classification model of tobacco flakes, cut stem, and cut tobacco. The practical application results showed that the method based on image recognition could accurately count whole cut rate and broken cut rate and was faster and more effective than the quality-control shake method. Compared with the convolutional neural network method and the residual neural network method, the average relative error of the method for identifying tobacco flakes, cut stem, and cut tobacco was less than 5%, and the accuracy and feasibility were higher.
- tobacco structure /
- tobacco component /
- image recognition /
- SVM /
- HSV
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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

基于图像识别的烟丝结构检测及烟丝组分分析

作者简介: 魏甲欣(1972—),男,河南省南阳市人,河南中烟工业有限责任公司高级工程师,主要研究方向为烟草工艺。E-mail:wei61391@sina.com;

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

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作者简介:魏甲欣(1972—),男,河南省南阳市人,河南中烟工业有限责任公司高级工程师,主要研究方向为烟草工艺。E-mail:wei61391@sina.com

English Abstract

Cut tobacco structure detection and cut tobacco component analysis based on image recognition

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基于图像识别的烟丝结构检测及烟丝组分分析

作者简介: 魏甲欣(1972—),男,河南省南阳市人,河南中烟工业有限责任公司高级工程师,主要研究方向为烟草工艺。E-mail:wei61391@sina.com;

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作者简介:魏甲欣(1972—),男,河南省南阳市人,河南中烟工业有限责任公司高级工程师,主要研究方向为烟草工艺。E-mail:wei61391@sina.com

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