JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

基于计算机视觉与机器学习的烟丝杂质图像级联检测方法

付永民 ,  范磊 ,  李长进 ,  吴庆华

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付永民, 范磊, 李长进, 等. 基于计算机视觉与机器学习的烟丝杂质图像级联检测方法[J]. 轻工学报, 2023, 38(4): 113-121. doi: 10.12187/2023.04.015
引用本文: 付永民, 范磊, 李长进, 等. 基于计算机视觉与机器学习的烟丝杂质图像级联检测方法[J]. 轻工学报, 2023, 38(4): 113-121. doi: 10.12187/2023.04.015
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FU Yongmin, FAN Lei, LI Changjin and et al. Research on cascade detection technology of tobacco impurities images based on computer vision and machine learning[J]. Journal of Light Industry, 2023, 38(4): 113-121. doi: 10.12187/2023.04.015
Citation: FU Yongmin, FAN Lei, LI Changjin and et al. Research on cascade detection technology of tobacco impurities images based on computer vision and machine learning[J]. Journal of Light Industry, 2023, 38(4): 113-121. doi: 10.12187/2023.04.015
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基于计算机视觉与机器学习的烟丝杂质图像级联检测方法

  • 河南中烟工业有限责任公司 许昌卷烟厂, 河南 许昌 461000

    • 作者简介: 付永民(1978-),男,河南省许昌市人,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质量控制与鉴定。E-mail:hlzy35@163.com;

  • 基金项目: 中国烟草总公司科技项目（110202102006）；河南中烟工业有限责任公司科技项目（A202041，A202043）

  • 中图分类号: TS452.4

Research on cascade detection technology of tobacco impurities images based on computer vision and machine learning

  • Xuchang Cigarette Factory, Henan China Tobacco Industry Co., Ltd., Xuchang 461000, China

  • Received Date: 2022-01-01
    Accepted Date: 2022-03-21

    CLC number: TS452.4

  • 摘要: 为提高烟丝杂质检测及剔除的准确率，设计了一种基于计算机视觉与机器学习的烟丝杂质图像级联检测方法。该方法采用颜色特征和梯度能量计算机视觉方法对烟丝杂质进行定位，结合HOG特征、LBP特征与级联Adaboost分类器，设计多窗口检测算法对烟丝杂质进行实时检测。结果表明：基于颜色特征的静态杂质检测方法的准确率高于梯度能量方法，在结合了HOG特征和级联Adaboost分类器算法后，检测结果非常稳定，烟丝杂质检测准确率达到97.33%，在实际操作过程中不需要人工调整算法参数，在保证算法准确率和有效性的同时降低了时间成本。
    Abstract: To improve the accuracy of tobacco impurity detection and removal, a cascade detection method for tobacco impurity images based on computer vision and machine learning was designed. This method used color features and gradient energy computer vision methods to locate tobacco impurities. Combining HOG and LBP features with a cascade Adaboost classifier, a multi-window detection algorithm was designed to detect tobacco impurities in real time. The experimental results showed that the accuracy of the static impurity detection method based on color features was higher than that of the gradient energy method. After combining HOG features and multi-level cascade Adaboost classifier algorithm, the detection results were very stable, and the accuracy of tobacco impurity detection reached 97.33%. In the actual operation process, there was no need to manually adjust the algorithm parameters, ensuring the accuracy and effectiveness of the algorithm while reducing the time cost.
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  • 收稿日期:  2022-01-01
  • 修回日期:  2022-03-21
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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付永民, 范磊, 李长进, 等. 基于计算机视觉与机器学习的烟丝杂质图像级联检测方法[J]. 轻工学报, 2023, 38(4): 113-121. doi: 10.12187/2023.04.015
引用本文: 付永民, 范磊, 李长进, 等. 基于计算机视觉与机器学习的烟丝杂质图像级联检测方法[J]. 轻工学报, 2023, 38(4): 113-121. doi: 10.12187/2023.04.015
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FU Yongmin, FAN Lei, LI Changjin and et al. Research on cascade detection technology of tobacco impurities images based on computer vision and machine learning[J]. Journal of Light Industry, 2023, 38(4): 113-121. doi: 10.12187/2023.04.015
Citation: FU Yongmin, FAN Lei, LI Changjin and et al. Research on cascade detection technology of tobacco impurities images based on computer vision and machine learning[J]. Journal of Light Industry, 2023, 38(4): 113-121. doi: 10.12187/2023.04.015
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基于计算机视觉与机器学习的烟丝杂质图像级联检测方法

    作者简介:付永民(1978-),男,河南省许昌市人,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质量控制与鉴定。E-mail:hlzy35@163.com
  • 河南中烟工业有限责任公司 许昌卷烟厂, 河南 许昌 461000
  • 收稿日期: 2022-01-01
  • 录用日期: 2022-03-21
基金项目:  中国烟草总公司科技项目（110202102006）；河南中烟工业有限责任公司科技项目（A202041，A202043）

摘要: 为提高烟丝杂质检测及剔除的准确率，设计了一种基于计算机视觉与机器学习的烟丝杂质图像级联检测方法。该方法采用颜色特征和梯度能量计算机视觉方法对烟丝杂质进行定位，结合HOG特征、LBP特征与级联Adaboost分类器，设计多窗口检测算法对烟丝杂质进行实时检测。结果表明：基于颜色特征的静态杂质检测方法的准确率高于梯度能量方法，在结合了HOG特征和级联Adaboost分类器算法后，检测结果非常稳定，烟丝杂质检测准确率达到97.33%，在实际操作过程中不需要人工调整算法参数，在保证算法准确率和有效性的同时降低了时间成本。

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