一種葉片加料均勻性測量和評價方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及卷煙加工技術領域，具體是一種葉片加料均勻性測量和評價方法。
【背景技術】
[0002] 葉片加料作為制絲線的一個重要的工藝環節，其主要功能是將料液按生產和配方 的要求，通過設備、控制系統均勻、準確的施加到過程中的煙葉中去。加料的均勻性對成品 卷煙的感官感覺起著重要的作用。因此為了提高加料的均勻性，近年來，行業進行了大量的 研宄和改進。但是針對葉片加料均勻性的測量和評價方法上，缺乏直觀且易量化的評價方 法。現有普遍采用的丙二醇標記法，主要是運用加料均勻系數來表征卷煙加料均勻性。但 這種方法存在固有局限性，主要表現在一是不能直觀表征，二是無法量化表征單一葉片本 體施加均勻性。
【發明內容】
[0003] 本發明的針對現有技術中存在的不足，提供一種利葉片加料均勻性測量和評價方 法，可以從單張葉片料液量覆蓋率、單張紙片的料液分布均勻性以及多張紙片間料液分布 均勻性等三方面對加料的均勻性進行評價，而且可以實現對加料均勻性的量化。
[0004] 一種葉片加料均勻性測量和評價方法，包括如下步驟：
[0005] a.加料原料確定：采用尺寸為40*40mm標準紙片作為葉片標準替代物，檸檬黃 10%稀釋液作為糖料標準替代物；
[0006] b.加料試驗和取樣：在加料生產時，待設備穩定運行30min后，在加料機進口振槽 處向煙葉中均勻撒入120張標準紙片，在加料出口將煙葉接出，人工挑選出標準紙片，從中 隨機挑選100片樣品作為圖譜成像分析對象；
[0007] C.對100組圖像進行預處理：首先利用K均值聚類算法進行背景檢測；再將圖像 的RGB色彩模型轉化為HSV模型，提取V分量得到樣品灰度圖像；最后利用最大類間差法自 動選擇閾值將樣品灰度圖像轉化為樣品二值圖像；
[0008] d.計算單張葉片料液覆蓋率Kj:
[0009] 首先根據樣品二值圖像統計出染色像素點的個數％，其中j代表第j張紙片；
[0010] 然后計算單張葉片料液覆蓋率K1:
【主權項】
1. 一種葉片加料均勻性測量和評價方法，其特征在于包括如下步驟： a. 加料原料確定：采用尺寸為40*40mm標準紙片作為葉片標準替代物，檸檬黃10%稀 釋液作為糖料標準替代物； b. 加料試驗和取樣：在加料生產時，待設備穩定運行30min后，在加料機進口振槽處向 煙葉中均勻撒入120張標準紙片，在加料出口將煙葉接出，人工挑選出標準紙片，從中隨機 挑選100片樣品作為圖譜成像分析對象； c. 對100組圖像進行預處理：首先利用K均值聚類算法進行背景檢測；再將圖像的RGB 色彩模型轉化為HSV模型，提取V分量得到樣品灰度圖像；最后利用最大類間差法自動選擇 閾值將樣品灰度圖像轉化為樣品二值圖像； d. 計算單張葉片料液覆蓋率Kj: 首先根據樣品二值圖像統計出染色像素點的個數％，其中j代表第j張紙片； 然后計筧單張葉片料液
覆羔率K..: 其中，&表示第j張紙片的染色點相對于完整樣品的覆蓋率； e. 計算單張葉片的染色分布均勻性評價Hj: 將圖像分割為5x5單元，根據二值圖像統計每個網格的染色像素點的個數％(i)， ie (1，25)，其中，i表示第i個網格； 計算％(i)，i e (1，25)的相對標準差（RSD)來評價單張葉片料液的分布均勻％，Hj, 數值越大，代表紙片各網格區域通過料液染色的像素點分布越平均，表示該紙片上料液分 布均勻性越好，如下公式： Hj= I-RSD(MjQ)) 其中，RSD (Mj⑴）表示Mj⑴均方差； f. 計算多張葉片間的染色分布均勻性P : 每片紙片上料液附著重量Qj通過如下公式計算：
式中，CjOc, y)，是第j張紙片（X，y)像素點的灰度值； 通過Qj (j = 1，2, 3…100)的相對標準差來評價多片紙片間料液分布均勻性P，如下公 式： P = I-RSD(Qj) 〇
2. 如權利要求1所述的葉片加料均勻性測量和評價方法，其特征在于步驟b中加料工 序相關參數為：流量2500±30kg/h，霧化介質壓力為0. 15-0. 25MPa，滾筒轉速為8r/min，加 料比例為3. 5%。
3. 如權利要求1所述的葉片加料均勻性測量和評價方法，其特征在于步驟c具體為： 通過相機定置定點拍攝將100片樣品轉換成JPG圖像格式，分別標記為Aj，j = 1，2， 3，…，100， 提取原始采集圖像的樣品區域：利用圖像處理的K均值聚類算法進行背景檢測，保留 樣品區域，將非樣品區域標記為紅色。 統一樣品區域大小：將所有的采集圖像以樣品區域未中心重采樣為400x400像素大小 的方形區域。 彩色圖像到灰度圖像的轉換：將樣品圖像的RGB色彩模型轉化為HSV模型，提取V分量 作為樣品圖像各像素點的灰度值，從得到樣品灰度圖像。 灰度圖像到二值圖像的轉換：利用圖像處理的最大類間差法自動選擇閾值將樣品灰度 圖像轉化為樣品二值圖像，染色點標記為白色，未染色點標記為黑色。
【專利摘要】本發明公開了一種葉片加料均勻性測量和評價方法，其加料過程采用標準紙片作為葉片的替代物，采用食品級檸檬黃稀釋液作為糖料標準物。通過圖像處理分析技術定量的從三方面對葉片加料的均勻性進行評價：一、單張葉片料液量覆蓋率；二、單張葉片的料液分布均勻性；三、多張葉片間料液分布均勻性。該方法首創研究了針對單張葉片料液施加附著量及料液分布均勻性的量化表征，具有直觀、快速、有效的特點，應用前景良好。
【IPC分類】G01N21-84
【公開號】CN104634780
【申請號】CN201410788490
【發明人】鄭飛, 劉德強, 李媛, 王志強, 王樂軍
【申請人】湖北中煙工業有限責任公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月17日