CN102818769A - 一种评价成品卷烟烟支内烟丝混合均匀性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种评价成品卷烟烟支内烟丝混合均匀性的方法，首先，将待检烟支进行平衡后，均匀分段切开，采集各部分图片，应用图像处理工具转化为像素相同的图像，应用数据分析软件等工具计算各图像在有效阈值内不同灰度区间内的灰度值比例，采用相关系数法计算出均匀性系数。本发明为准确、客观评价烟支中烟丝均匀性提供了一种可行评价方法，提供了可靠的技术参数和评价数据，对于控制生产过程稳定性、烟支内烟丝混合均匀性及烟支质量指标都具有重要意义。

Description

一种评价成品卷烟烟支内烟丝混合均匀性的方法

技术领域

本发明涉及卷烟产品质量监控领域，尤其是一种评价成品卷烟烟支内烟丝混合均匀性的方法。

背景技术

在卷烟生产过程中，能够及时，准确地监控产品的均匀性和稳定性，对提高卷烟产品质量有着重要意义。目前，国内的大部分卷烟企业只能对批次卷烟进行检测，对于过程控制精度缺乏准确的监视和测量手段。烟丝组分的均匀稳定与卷烟产品的感官品质和烟气指标的稳定性具有较高的关联性，卷烟烟丝均匀性是影响卷烟产品内在质量稳定性的重要因素之一，烟丝组分分布的不均匀，会导致卷烟在燃烧过程中烟气成分的变异，影响卷烟的香气特征和口感特征，甚至导致卷烟风格特征的飘移。

目前，评价成品卷烟烟支内烟丝混合均匀性的方法，行业内大多采用累积掺配精度来评价成品烟烟支内烟丝掺配的均匀性，该评价方法只能粗略评价成品卷烟烟支内烟丝的混合均匀性，但无法判断烟支内各组分在微小单元内是否也符合设计的配方，更无法判定烟丝在立体空间内是否分布均匀。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种评价成品卷烟烟支内烟丝混合均匀性的方法，能够准确、客观反映成品卷烟烟支中烟丝均匀性。

本发明的技术方案是：一种评价成品卷烟烟支内烟丝混合均匀性的方法，它包括如下步骤：a、任取一支合格的成品烟支，经过水分平衡后，从点燃端开始，将其通过烟支分段切割装置均匀分段切开，并分别装入样品存放盒，以待拍摄。

作为本发明的进一步改进在于：步骤a中进行均匀性评价的成品烟支进行水分平衡是在标准条件下的恒温恒湿箱中进行48小时，其中所述温度为22℃、湿度为60%。

作为本发明的进一步改进在于：其中步骤a中所用的烟支分段切割装置包括分割台，烟段分切长度固定滑块滑动固定在所述分割台上，切刀滑槽固定在所述分割台上且底部开设进烟孔，分割切刀滑动固定在所述切刀滑槽上且顶部固定设置切刀手柄，将烟支从进烟孔中穿过然后将烟段分切长度固定滑块滑动到烟支边，根据烟段分切长度固定滑块，通过分割切刀将烟支切断；通过设置烟支分段切割装置，能够保证烟支均匀的被切开，实用方便，操作简单。

b、将每个所述样品存放盒内的烟段剖开，分别取出烟丝平铺于白色背景纸中间位置，并通过烟丝图像采集装置在特定的光源条件下进行拍摄。

作为本发明的进一步改进在于：所述步骤b中的烟丝图像采集装置包括支架、放置架，其中所述放置架固定设置在所述支架内，所述支架的顶部设置若干个光源孔以及对准所述放置架的相机取景孔，所述支架的左右两侧设置高度调节螺母。

作为本发明的进一步改进在于：所述步骤b采用的特定光源条件为白色无影光源，，以白色背景纸为背景，烟丝各组分充分展开，展开面积大小相同，并让样品占满整幅图像画面；采集图像时距检测烟丝距离为0.5m-2m，烟丝表面光照度为100lux –1000lux。

作为本发明的进一步改进在于：其中图像采集工具为数码相机，像素范围为600W-1800W，采集距离为10cm-100 cm。

c、利用图像处理软件对拍摄出来的图片进行处理，转化为像素大小和尺寸相同的样品数字图像。

d、利用数据分析类软件，将数字图像转换为256色阶的灰度图像，利用最大类方差法（大津阈值法）计算出灰度图像前景和背景的阈值，再将前景图像按灰度值均分为多个区间，分别计算出不同灰度区间内的像素点分布频率。

e、根据分切后烟支段的不同区间灰度分布频率，计算出不同烟段间的相关性系数矩阵，依据相关性系数矩阵计算出基于颜色特征的均匀性系数。

 

作为本发明的进一步改进在于：步骤e中根据相关性系数矩阵，计算均匀性系数的公式为：

式中：CU—均匀性系数，%；a_ij—第i个烟段与第j个烟段间的相关性系数。

本发明的有益效果：解决了目前卷烟企业对成品卷烟烟支内烟丝混合均匀和稳定性的评价难题，为准确、客观评价成品卷烟烟支中烟丝均匀性提供了一种可行评价方法，提供了可靠的技术参数和评价数据，对于控制生产过程稳定性、烟丝混合均匀性及烟支质量指标都具有重要意义。

附图说明

图1 是本发明的烟支分段切割装置示意图；

图2 是本发明的烟丝图像采集装置示意图；

图3是图2的俯视图；

其中1-分割台、2-分割切刀、3-切刀手柄、4-切刀滑槽、5-烟段分切长度固定滑块、6-支架、7-放置架、8-光源孔、9-相机取景孔、10-高度调节螺母。

具体实施方式

本实施例的一种评价成品卷烟烟支内烟丝混合均匀性的方法，它包括如下步骤：

a、任取一支合格的成品烟支，经过水分平衡后，从点燃端开始，将其通过烟支分段切割装置均匀分段切开，并分别装入样品存放盒，以待拍摄。

所述步骤a中进行均匀性评价的成品烟支进行水分平衡是在标准条件下的恒温恒湿箱中进行48小时，其中所述温度为22℃、湿度为60%。

其中步骤a中所用的烟支分段切割装置包括分割台1，烟段分切长度固定滑块5滑动固定在所述分割台1上，切刀滑槽4固定在所述分割台1上且底部开设进烟孔，分割切刀2滑动固定在所述切刀滑槽4上且顶部固定设置切刀手柄3。

b、将每个所述样品存放盒内的烟段剖开，分别取出烟丝平铺于白色背景纸中间位置，并通过烟丝图像采集装置在特定的光源条件下进行拍摄。

所述步骤b采用的特定光源条件为白色无影光源，，以白色背景纸为背景，烟丝各组分充分展开，展开面积大小相同，并让样品占满整幅图像画面；采集图像时距检测烟丝距离为0.5m-2m，烟丝表面光照度为100lux –1000lux。

其中所述步骤b的烟丝图像采集装置包括支架6、放置架7，所述放置架7固定设置在所述支架6内，所述支架6的顶部设置若干个光源孔8以及对准所述放置架7的相机取景孔9，所述支架6的左右两侧设置高度调节螺母10。

步骤b中用到的图像采集工具为数码相机，像素范围为600W-1800W，采集距离为10cm-100 cm。

c、利用图像处理软件对拍摄出来的图片进行处理，转化为像素大小和尺寸相同的样品数字图像。

d、利用数据分析类软件，将数字图像转换为256色阶的灰度图像，利用最大类方差法（大津阈值法）计算出灰度图像前景和背景的阈值，再将前景图像按灰度值均分为多个区间，分别计算出不同灰度区间内的像素点分布频率。

e、根据分切后烟支段的不同区间灰度分布频率，计算出不同烟段间的相关性系数矩阵，依据相关性系数矩阵计算出基于颜色特征的均匀性系数。

所述步骤e中根据相关性系数矩阵，计算均匀性系数的公式为：

式中：CU—均匀性系数，%；a_ij—第i个烟段与第j个烟段间的相关性系数。

实施例1

1、在正常生产的机台上，分5次随机取某牌号卷烟200支（规格为60mm+24mm），经平衡48小时后，随机从中取出10支，在图1的烟支分段切割装置上，分别均匀分切为长度为10mm的烟段6段。

2、从烟段中剥离出烟丝，依次放入样品存放盒，展开置于图2的烟丝图像采集装置上，用1300W像素的相机进行图片拍摄。

3、将拍摄的图片在PHOTOSHOP软件上进行处理，截取图片的有效部分，并转化为像素1800*1300的图像，共6组。

4、将6组图片导入MATLAB的work文件夹中，并运行MATLAB，在工作窗口写入图像分析程序，根据大津阈值法，分别计算图像的有效阈值。

5、将小于有效阈值的前景图像划分为9个等距灰度区间，在工作窗口写入图像分析程序，计算各灰度区间内像素值占前景图像总像素值的比例，结果为：

图片编号	区间1	区间2	区间3	区间4	区间5	区间6	区间7	区间8	区间9
										1	0	1.85E-05	0.011	0.0903	0.2451	0.2871	0.2126	0.0913	0.0383
2	0	2.05E-05	0.0146	0.1041	0.2381	0.2845	0.2023	0.0929	0.0377
										3	0	2.84E-05	0.0183	0.1138	0.225	0.2516	0.2222	0.1092	0.0391
4	0	1.97E-05	0.0076	0.1008	0.2337	0.2934	0.2121	0.0915	0.0388
										5	0	3.36E-05	0.0172	0.1043	0.253	0.2879	0.2	0.0858	0.0314
6	0	9.28E-06	0.0077	0.0977	0.2277	0.2704	0.2097	0.1176	0.0428

6、根据6幅图片步骤5中的处理结果，采用相关系数法计算相似度矩阵及混合均匀性系数，结果为：

7、取10组图片的均匀性系数平均值，得出该机台该段时间内该牌号卷烟的均匀性系数为：

实施例2

1、从某一检验批的成品卷烟中随机抽取200支（规格为60mm+24mm），经平衡水分48小时后，随机从中取出10支，在图1的烟支分段切割装置上，分别均匀分切为10mm的烟段各6段。

2、从烟段中剥离出烟丝，依次放入样品盒，展开置于图2的烟丝图像采集装置上，用1300W像素的相机进行图片拍摄。

3、将拍摄的图片在PHOTOSHOP上进行处理，截取图片的有效部分，并转化为像素1800*1300的图像，共6组。

4、将6组图片导入MATLAB的work文件夹中，并运行MATLAB，在工作窗口写入图像分析程序，根据大津阈值法，分别计算图像的有效阈值。

5、将小于有效阈值的前景图像划分为9个等距灰度区间，在工作窗口写入图像分析程序，计算各灰度区间内像素值占前景图像总像素值的比例，结果为：

图片编号	区间1	区间2	区间3	区间4	区间5	区间6	区间7	区间8	区间9
										1	5.81E-06	0.0052	0.097	0.1959	0.2393	0.2221	0.1386	0.0613	0.0272
2	7.13E-06	0.0044	0.0652	0.1891	0.2346	0.2262	0.145	0.0827	0.0364
										3	1.60E-06	0.0079	0.074	0.1824	0.2182	0.2427	0.1732	0.0632	0.0238
4	0	0.0041	0.0673	0.187	0.2582	0.2197	0.1449	0.0712	0.0308
										5	2.21E-06	0.0059	0.0751	0.1907	0.2512	0.2142	0.1435	0.0722	0.0304
6	2.18E-06	0.0083	0.0855	0.1923	0.2621	0.2053	0.1278	0.0727	0.0293

6、根据6幅图片步骤5中的处理结果，采用相关系数法计算相似度矩阵及混合均匀性系数，结果为：

7、取10组图片的均匀性系数平均值，得出该机台该段时间内该牌号卷烟的均匀性系数为：

本发明的实施例1与实施例2的区别在于待评价样品的取样点及评价目的不同，其评价方法、过程和原理都相同。

本实施例的有益效果是：对于控制生产过程稳定性、烟丝混合均匀性及烟支质量指标都具有重要意义。

Claims (7)

1.一种评价成品卷烟烟支内烟丝混合均匀性的方法，其特征在于：它包括如下步骤：

a、任取一支合格的成品烟支，经过水分平衡后，从点燃端开始，将其通过烟支分段切割装置均匀分段切开，并分别装入样品存放盒，以待拍摄；

b、将每个所述样品存放盒内的烟段剖开，分别取出烟丝平铺于白色背景纸中间位置，并通过烟丝图像采集装置在特定的光源条件下进行拍摄；

c、利用图像处理软件对拍摄出来的图片进行处理，转化为像素大小和尺寸相同的样品数字图像；

d、利用数据分析类软件，将数字图像转换为256色阶的灰度图像，利用最大类方差法（大津阈值法）计算出灰度图像前景和背景的阈值，再将前景图像按灰度值均分为多个区间，分别计算出不同灰度区间内的像素点分布频率；

e、根据分切后烟支段的不同区间灰度分布频率，计算出不同烟段间的相关性系数矩阵，依据相关性系数矩阵计算出基于颜色特征的均匀性系数。

2.根据权力要求1所述的一种评价成品卷烟烟支内烟丝混合均匀性的方法，其特征在于：步骤a中进行均匀性评价的成品烟支进行水分平衡是在标准条件下的恒温恒湿箱中进行48小时，其中所述温度为22℃、湿度为60%。

3.根据权力要求1或2所述的一种评价成品卷烟烟支内烟丝混合均匀性的方法，其特征在于：步骤a中所用的烟支分段切割装置包括分割台（1），烟段分切长度固定滑块（5）滑动固定在所述分割台（1）上，切刀滑槽（4）固定在所述分割台（1）上且底部开设进烟孔，分割切刀（2）滑动固定在所述切刀滑槽（4）上且顶部固定设置切刀手柄（3）。

4.根据权力要求1所述的一种评价成品卷烟烟支内烟丝混合均匀性的方法，其特征在于：所述步骤b采用的特定光源条件为白色无影光源，以白色背景纸为背景，烟丝各组分充分展开，展开面积大小相同，并让样品占满整幅图像画面；采集图像时距检测烟丝距离为0.5m-2m，烟丝表面光照度为100lux –1000lux。

5.根据权力要求1或4所述的一种评价成品卷烟烟支内烟丝混合均匀性的方法，其特征在于：所述步骤b的烟丝图像采集装置包括支架（6）、放置架（7），其中所述放置架（7）固定设置在所述支架（6）内，所述支架（6）的顶部设置若干个光源孔（8）以及对准所述放置架（7）的相机取景孔（9），所述支架（6）的左右两侧设置高度调节螺母（10）。

6.根据权力要求1所述的一种评价成品卷烟烟支内烟丝混合均匀性的方法，其特征在于：其中图像采集工具为数码相机，像素范围为600W-1800W，采集距离为10cm-100 cm。

7.根据权力要求1所述的一种评价成品卷烟烟支内烟丝混合均匀性的方法，其特征在于：步骤e中根据相关性系数矩阵，计算均匀性系数的公式为：

式中：CU—均匀性系数，%；

a_ij—第i个烟段与第j个烟段间的相关性系数。

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