本發(fā)明涉及烤煙煙葉原料外觀篩選，具體為一種基于機(jī)器視覺(jué)的烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、煙葉外觀質(zhì)量是指人們感官能夠感觸和識(shí)別的煙葉外部特征，即通過(guò)手摸、眼觀，最終判定煙葉的等級(jí)質(zhì)量，目前現(xiàn)有技術(shù)仍以感官和經(jīng)驗(yàn)來(lái)判定，煙葉的外觀特征和其內(nèi)在質(zhì)量有著密切的關(guān)系，一般認(rèn)為優(yōu)質(zhì)煙葉的外觀特征是成熟度好，顏色橘黃，葉片結(jié)構(gòu)疏松，厚薄適中，油分好，色度濃的煙葉。

2、采用定性描述的方法，可以直觀描述煙葉的外觀品質(zhì)某個(gè)因素的特征，但具有較大靈活性，且在外觀質(zhì)量接近或不同品質(zhì)因素有好有劣時(shí)，不能直觀地判斷出不同樣本之間質(zhì)量高低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問(wèn)題

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于機(jī)器視覺(jué)的烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，具備對(duì)烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，解決了上述技術(shù)問(wèn)題。

3、(二)技術(shù)方案

4、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于機(jī)器視覺(jué)的烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)采集模塊、烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)分析模塊和烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)模塊；

5、所述烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)采集模塊包括烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)采集單元和烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)預(yù)處理單元，所述烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)采集單元用于采集當(dāng)前輸送過(guò)來(lái)的烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)，并將烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)發(fā)送給烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)預(yù)處理單元，所述烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)預(yù)處理單元對(duì)接收的烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，得到預(yù)處理后的烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)，所述烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)預(yù)處理單元將預(yù)處理后的烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)發(fā)送到烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)處理模塊中，所述預(yù)處理后的烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)包括煙葉顏色、煙葉面積和煙葉破損程度；

6、所述烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)處理模塊包括煙葉顏色分析單元、煙葉面積分析單元和煙葉破損程度分析單元，所述煙葉顏色分析單元基于烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)中的煙葉顏色進(jìn)行分析計(jì)算，并得到烤煙煙葉的顏色評(píng)估得分，所述煙葉面積分析單元基于烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)中的煙葉面積進(jìn)行分析，得到并得到烤煙煙葉的面積評(píng)估得分，所述煙葉破損程度分析單元基于烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)中的煙葉破損程度進(jìn)行計(jì)算分析，得到煙葉破損程度評(píng)估得分，所述烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)處理模塊將計(jì)算得到的烤煙煙葉的顏色評(píng)估得分、烤煙煙葉的面積評(píng)估得分和煙葉破損程度評(píng)估得分發(fā)送到烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)模塊中；

7、所述烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)模塊基于烤煙煙葉的顏色評(píng)估得分、烤煙煙葉的面積評(píng)估得分和煙葉破損程度評(píng)估得分最終計(jì)算得到烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評(píng)分。

8、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)預(yù)處理單元對(duì)接收的烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理的具體步驟如下：

9、步驟a1：烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)采集單元采集的同一組烤煙煙葉的多個(gè)烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)，并采用tenengrad梯度方法選擇所有圖像的清晰度[qxd1，…，qxdi，…，qxdi]中最高的一個(gè)，并執(zhí)行步驟a2；

10、其中，qxd1，…，qxdi，·…，qxdi分別表示采集的同一組烤煙煙葉的多個(gè)烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)中通過(guò)tenengrad梯度方法計(jì)算得到的第1個(gè)圖像的清晰度、…、第i個(gè)圖像的清晰度、…、第i個(gè)圖像的清晰度；

11、步驟a2：對(duì)于選取的所有圖像的清晰度最高的前j個(gè)進(jìn)行裁剪，將圖像底色進(jìn)行裁剪得到裁剪圖像，對(duì)裁剪圖像進(jìn)行面積計(jì)算得到烤煙葉片的煙葉面積、煙葉顏色和葉片破損程度。

12、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟a2計(jì)算中煙葉顏色的具體步驟如下：

13、步驟a2.1a：輸出第j個(gè)裁剪圖像的顏色直方圖h(j)＝[hr(j)，hg(j)，hb(j)]；

14、其中，hr(j)，hg(j)，hb(j)分別表示第j個(gè)裁剪圖像的紅色、綠色和藍(lán)色通道的直方圖；

15、步驟a2.2a：計(jì)算裁剪圖像的顏色直方圖，最終得到裁剪圖像的顏色直方圖h＝[hr，hg，hb]；

16、其中，hr，hg，hb分別表示裁剪圖像紅色、綠色和藍(lán)色通道的直方圖。

17、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟a2.2a中計(jì)算裁剪圖像的顏色直方圖，最終得到裁剪圖像的顏色直方圖h＝[hr，hg，hb]的具體表達(dá)式如下：

18、

19、其中，x＝r，g，b表示r，g，b的索引，hx表示通道x的直方圖，j∈j表示所有圖像的清晰度最高的前j個(gè)中的第j個(gè)。

20、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟a2中得到煙葉面積的具體表達(dá)式如下：

21、

22、其中，s表示裁剪圖像的煙葉面積，表示求和，sj表示第j個(gè)煙葉面積。

23、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述葉片破損程度的具體表達(dá)式如下：

24、

25、其中，yops表示葉片破碎程度，s表示裁剪圖像的煙葉面積，psj，k表示第j個(gè)烤煙煙葉上第k個(gè)區(qū)域的破損面積，k表示破損面積總數(shù)，表示對(duì)j個(gè)圖像中所有破損區(qū)域進(jìn)行求和。

26、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述煙葉顏色分析單元基于烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)中的煙葉顏色進(jìn)行分析計(jì)算，并得到烤煙煙葉的顏色評(píng)估得分的具體表達(dá)式如下：

27、yspf＝1一db[h，h0]

28、其中，db[h，h0]表示h，h0之間的巴氏距離，h表示裁剪圖像的顏色直方圖，h0表示標(biāo)準(zhǔn)烤煙煙葉的顏色直方圖，yspf表示烤煙煙葉的顏色評(píng)估得分。

29、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述煙葉面積分析單元基于烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)中的煙葉面積進(jìn)行分析，得到并得到烤煙煙葉的面積評(píng)估得分的具體表達(dá)式如下：

30、

31、其中，mjpf表示烤煙煙葉的面積評(píng)估得分，s0表示標(biāo)準(zhǔn)烤煙煙葉的面積，s表示裁剪圖像的煙葉面積。

32、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述煙葉破損程度分析單元基于烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)中的煙葉破損程度進(jìn)行計(jì)算分析，得到煙葉破損程度評(píng)估得分的具體表達(dá)式如下：

33、pspf＝1-yops

34、其中，yops表示葉片破碎程度，pspf表示煙葉破損程度評(píng)估得分。

35、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)模塊基于烤煙煙葉的顏色評(píng)估得分、烤煙煙葉的面積評(píng)估得分和煙葉破損程度評(píng)估得分最終計(jì)算得到烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評(píng)分的具體表達(dá)式如下：

36、zlpf＝θ1*pspf+θ2*mjpf+θ3*yspf

37、其中，pspf表示煙葉破損程度評(píng)估得分，mjpf表示烤煙煙葉的面積評(píng)估得分，yspf表示烤煙煙葉的顏色評(píng)估得分，zlpf表示烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評(píng)分，θ1、θ2、θ3分別表示三個(gè)不同的權(quán)重系數(shù)。

38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種基于機(jī)器視覺(jué)的烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，具備以下有益效果：

39、本發(fā)明通過(guò)采集當(dāng)前輸送過(guò)來(lái)的烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)，并基于烤煙煙葉外觀數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的煙葉顏色、煙葉面積和煙葉破損程度，同時(shí)預(yù)處理后的煙葉顏色、煙葉面積和煙葉破損程度，得到烤煙煙葉的顏色評(píng)估得分、烤煙煙葉的面積評(píng)估得分和煙葉破損程度評(píng)估得分，并將三者綜合得到了烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量評(píng)分，從而避免了在外觀質(zhì)量接近或不同品質(zhì)因素有好有劣時(shí)，不能直觀地判斷出不同樣本之間質(zhì)量高低，從而對(duì)烤煙煙葉原料外觀質(zhì)量進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。