作者 徐洋(我国电子科技集团公司第41研讨所，安徽 蚌埠 233000)
摘要：本文进行了一种依据机器视觉技能的卷烟滤棒内置物检测体系规划，用于检测卷烟滤棒内置物或许呈现的缺失、偏移等缺点。搭建了一套依据背光照明的机器视觉检测体系，运用灰度化、爱好区域定位、投影改换等处理得到内置物的投影曲线，依据曲线波形确认内置物的方位和有无。本检测体系对卷烟资料的出产和质量操控有必定的指导意义。
要害词：滤棒;机器视觉;投影
0 导言
滤棒是出产卷烟滤嘴的首要原料，它在卷烟过程中经过切开等工序能制作成卷烟的滤嘴。为了进步吸烟的安全性尤其是选择性去除烟气中的有害成分，现在国内许多卷烟厂都在卷烟滤嘴中参加了一些特别内置物，如有特别吸附作用的活性炭以及对人体某些器官有调度作用的泌润球等，用此来到达“减害降焦”的意图。
在这种参加内置物的滤棒出产过程中，或许呈现内置物缺失、内置物在滤棒内违背预订方位等缺点，为确保滤棒及卷烟的质量，需求对滤棒进行质量检测;现在对该类特别的卷烟滤棒还没有一种完善的检测办法，因而急需一种检测办法，精确检测出合格的卷烟滤棒。
1 检测原理
滤棒在一般照明下，内置物是不行见的。因为滤棒资料和内置物透光率的不同，含内置物的滤棒在布景光照耀下，内置物会构成显着的暗影。本体系首要由光源、挡光板、图画收集组件、操控器组成，如图1所示。在打光上，选用背光照耀办法，平行光源、滤棒和工业相机装置于同一条线上，滤棒置于一带有槽的不透光挡板槽上，光源与图画收集组件别离置于挡板两边;当光源从挡板一侧照耀时光线只从滤棒内穿过，图画收集组件在挡板的另一侧收集滤棒图画传送至工控机;操控器对滤棒图画进行灰度化、爱好区域定位、投影改换等处理，得到投影曲线，依据曲线波形状况来判别滤棒是否存在缺点，当检测到缺点时宣布报警信号。
2 硬件规划
2.1 操控器规划
操控器首要由工控板、接口板、带触摸屏的五颜六色液晶屏组成，是体系操控的中心。工控板用于操作体系以及上位机软件的运转，本体系选用的是COM-Express模块，COM-Express模块是依据PCI
Express
总线的高集成度核算机模块，装置于用户针对特别运用的载板上。接口板是依据COM-Express模块对外接口规划的底板，完成了工控板的外围扩展，首要包含电源电路、接口板单片机电路、输入信号收集电路、图画收集组件通讯接口、输出驱动电路、液晶及触摸屏接口等。显示屏作为人机交互界面，可检查体系运转的相关信息，并可经过触摸屏设置体系相关参数。
2.2 光源组件规划
光源是图画收集功能安稳的重要保障，担任以适宜的办法将光线投射到检测方针上，尽或许地杰出检测方针的特征量部分，使需求检测的部分与布景发生显着比照[1]。LED
灯具有本钱低、光强安稳、运用寿数长及免保护等长处，本体系选用白色条形LED
灯作为卷烟滤棒内置物检测体系的光源。光源经过恒流源进行驱动，并与图画收集组件同步，以频闪办法进一步下降发热，进一步进步了光源寿数。
2.3 图画收集组件规划
图画收集组件首要由CMOS相机和光学镜头组成。获取高质量的图画是机器视觉体系进行缺点检测的要害，归纳考虑本钱与检测功率，本体系选用1/3"CMOS图画传感器的工业相机，其具有高达744×480的分辨率，USB
数据传输接口，在最高分辨率下帧速率为76，且体积十分小;归纳考虑物距、喷码尺度以及尽量削减畸变的影响，本体系选用焦距为4.2 mm的镜头。
在图1所示作业方位下，图画收集组件拍照的无缺滤棒图画如图2所示。
3 检测算法规划
含有内置物的方位，光线穿过较少，在收集的滤棒图画中，像素灰度值也相对较低，呈集合的暗影。体系运用此特征，经过图画处理算法核算得到内置物的投影曲线，依据曲线波形确认内置物的方位或有无，完成内置物的检测。
若图画尺度为M行×N列，以灰度图画中像素的灰度均值为投影特征对图画进行水平缓笔直方向投影，图画的二维灰度信息映射成2个独立的一维投影序列。核算公式如下：
其间，gy(j)为图画的第j行灰度水平投影值，gx(i)为图画的第i列灰度笔直投影值;为灰度图画上坐标为的像素点的灰度值。
对图2进行灰度改换，并对灰度图画进行感爱好区域(ROI)的定位。定位选用水平投影的办法[2]，以灰度图画的行像素均匀灰度值为特征进行水平方向的投影，投影曲线如图3所示。
因为滤棒部分灰度值较高，投影曲线上滤棒的对应方位投影值较大，以曲线的均匀值为基准值，能够很好的分割出滤棒感爱好区域，高于基准值的部分即为感爱好区域，如图4所示。
在滤棒图画爱好区域内，选用笔直投影办法对滤棒内置物进行检测，笔直投影曲线如图5所示。因为滤棒图画中的内置物呈集合的暗影，投影曲线上暗影部分对应的投影值也小，在投影曲线图画上表现为四个幅值较大的波谷，且波峰与波谷数值差异较大。分区间找到各区间的满意必定阈值的最小值，其对应的便是滤棒中内置物的方位，图5中，投影曲线上笔直白线即为找到的内置物方位。
关于存在内置物缺失或内置物偏移的滤棒，其笔直投影曲线及内置物定位作用别离如图6和7所示。图6中，滤棒中第二个内置物缺失，在投影曲线上对应的第二个内置物的检测区间内不存在满意条件的波谷。同理，图7中，第三个内置物偏移了预订方位，对应的投影曲线第三个内置物的检测区间内也不存在满意条件的波谷，即滤棒存在缺点。
4 定论
本文在深化了解含内置物的卷烟滤棒特色后，进行了一种依据机器视觉技能的卷烟滤棒内置物检测体系规划，经过特别的图画收集办法和投影改换办法对滤棒内物体的缺失、偏移进行检测。该办法大大下降图画处理的难度，具有极高的检测精度，能确保滤棒、卷烟的质量，在相似的内置物检测中也具有广泛的运用空间。
参考文献
[1]杨武,任德均,杨亮.依据RTX钞纸喷码辨认实时体系的研讨[J].微型电脑运用,2011(27).
[2]涂庆华,杨健,杨靖宇.一种依据正交投影的特征抽取办法[J].小型微型核算机体系,2003(24).
本文来源于科技期刊《电子产品世界》2019年第2期第69页，欢迎您写论文时引证，并注明出处
