本發明涉及卷煙制造領域,尤其涉及一種基于概率分布的煙絲長度表征方法。
背景技術:
1、煙絲結構是影響卷煙質量的重要因素之一,煙絲在整個加工輸送環節具有連貫性,前面的加工過程會對后面的加工過程產生影響,致使煙絲尺寸的分布發生波動,它的波動會影響生產過程的穩定性,因此建立煙絲長度分布結構表征方法對評價煙絲結構與研究煙絲工藝技術開發和加工過程產生的影響極為重要。
2、近年來,圖像處理及檢測技術以其精度高、適用面寬、在線性好等優點,在煙葉分級、葉片結構檢測、卷煙包裝等領域得到廣泛應用。例如,利用計算機中圖像處理算法對梗絲圖像進行處理,將面積與梗絲外接圓直徑的比值定義為梗絲形態指數,并將梗絲長度按區間分割,統計各長度區間梗絲總數,計算出各長度區間梗絲形態指數均值,采用圖像軟件對ccd相機獲取的梗絲二維圖像進行分析測量,結合業內在煙絲結構表征方法研究中,通過篩分的方法將不同尺寸的煙絲分離,結果以各層或某層的篩上的累計質量占總質量的比例來表示,并采用顆粒度分布的研究方法,建立的煙絲尺寸分布特征方程f=exp(-bxc),并將梗絲寬度劃分為多個寬度區間,并計算區間上的累計寬度百分比,來直接擬合煙絲寬度數據來表征煙絲特征寬度和均勻性系數的方法。
3、然而,目前煙絲結構表征方法研究仍處于初步階段,煙絲尺寸分布方程基本依賴煙絲結構表征方法中構建的指數分布特征方程f=exp(-bxc)來擬合長度或寬度作為長度或寬度的特征變量來表征特征長度或特征寬度,此方法計算的分布方程為長度或寬度的累計百分比分布函數,不能直接刻畫煙絲長度或寬度的分布情況及表征準確度較差的問題。
4、展開來說:
5、(一)、煙絲尺寸分布方程不能直接刻畫煙絲長度的分布情況。
6、利用f=exp(-bxc)煙絲結構方程,是將梗絲長度劃分為多個寬度區間,并計算區間上的累計長度的百分比來直接擬合方程,分布為煙絲長度的累計百分比分布函數,不能直接刻畫煙絲長度的分布情況。
7、(二)、煙絲特征長度與與視覺檢測出的寬度值的均值或中位數之間存在不一致性。
8、煙絲尺寸特征方程f=exp(-bxc)的建立是基于累計篩上質量占比和篩網孔徑來建立的表征煙絲尺寸的特征方程,并用篩網孔徑來表征煙絲長度,是基于煙絲長度、寬度無法測量的基礎上建立,用煙絲尺寸特征方程f=exp(-bxc)來擬合基于視覺檢測的長度數據,得到的煙絲特征長度與視覺檢測出的長度值的均值和中位數之間存在不一致性(即存在差異),不能準確表征煙絲長度。
技術實現思路
1、鑒于上述,本發明旨在提供一種基于概率分布的煙絲長度表征方法,以解決前述提及的技術問題。
2、本發明采用的技術方案如下:
3、本發明提供了一種基于概率分布的煙絲長度表征方法,其中包括:
4、獲取煙絲樣品;
5、以計算機視覺方式,測量所述煙絲樣品中的煙絲長度;
6、基于測量的煙絲長度數據進行統計分析,確定煙絲長度的分布類型;
7、根據確定的分布類型并結合煙絲實際長度特性,以對應的概率密度函數對煙絲長度分布進行擬合;
8、基于擬合結果,利用煙絲長度的累積分布函數計算得到煙絲樣品的特征長度。
9、在其中至少一種可能的實現方式中,所述以對應的概率密度函數對煙絲長度分布進行擬合包括:利用廣義pareto分布的概率密度函數對煙絲長度數據分布進行擬合。
10、在其中至少一種可能的實現方式中,將表征離散程度的pareto分布概率密度函數的尺度參數,作為煙絲長度分布的均勻性系數。
11、在其中至少一種可能的實現方式中,所述利用煙絲長度的累積分布函數計算得到煙絲樣品的特征長度包括:使用累積分布函數的中位數表達分布函數的集中趨勢,并求取出長度的特征變量。
12、在其中至少一種可能的實現方式中,所述累積分布函數為所述概率密度函數的積分。
13、在其中至少一種可能的實現方式中,所述統計分析的方式包括:
14、采用頻數柱狀圖和/或箱線圖展現煙絲長度分布規律,并使用python進行描述性統計分析。
15、與現有技術相比,本發明的主要設計構思在于,以計算機視覺方式,測量獲取到的煙絲樣品中的煙絲長度,基于測量的煙絲長度數據進行統計分析,確定煙絲長度的分布類型,根據確定的分布類型并結合煙絲實際長度特性,以對應的概率密度函數對煙絲長度分布進行擬合,最后基于擬合結果,利用累積分布函數計算得到煙絲樣品的特征長度。本發明利用計算機圖像處理方法測量煙絲長度,根據煙絲長度數據尋找煙絲長度分布概率密度函數,通過煙絲長度概率密度函數來準確刻畫煙絲長度實際分布特征和均勻性,為優化煙絲加工工藝參數及加工過程提供指導。
1.一種基于概率分布的煙絲長度表征方法,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的基于概率分布的煙絲長度表征方法,其特征在于,所述以對應的概率密度函數對煙絲長度分布進行擬合包括:利用廣義pareto分布的概率密度函數對煙絲長度數據分布進行擬合。
3.根據權利要求2所述的基于概率分布的煙絲長度表征方法,其特征在于,將表征離散程度的pareto分布概率密度函數的尺度參數,作為煙絲長度分布的均勻性系數。
4.根據權利要求3所述的基于概率分布的煙絲長度表征方法,其特征在于,所述利用煙絲長度的累積分布函數計算得到煙絲樣品的特征長度包括:使用累積分布函數的中位數表達分布函數的集中趨勢,并求取出長度的特征變量。
5.根據權利要求1所述的基于概率分布的煙絲長度表征方法,其特征在于,所述累積分布函數為所述概率密度函數的積分。
6.根據權利要求1~5任一項所述的基于概率分布的煙絲長度表征方法,其特征在于,所述統計分析的方式包括: