CN113100468A - 烟叶调制工艺转火机器判断方法、***、存储器及处理器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种烟叶调制工艺转火机器判断方法、***、存储器及处理器，主要包括变黄升温状态判断与烤坏烟预警：通过对图像R值≥205像素点占图像总面积之比发出变黄指令，根据失水量发出排湿指令；当到达既定范围值判断是否进行升温转火；当检测到异常像素点占比与失水量数据时，发出变褐或烤青指令。此判断方法简单实用，充分利用传感及物联网技术将烘烤过程数字化，节约大量人力成本。实现了转火点自动判断、烤坏烟及时预警，为烘烤特性识别和烘烤工艺模型提供重要依据，为减少烤坏烟带来的损失具有十分重要的指导意义。

Description

烟叶调制工艺转火机器判断方法、***、存储器及处理器

技术领域

本发明涉及烟叶调制与加工技术领域，尤其涉及一种烟叶调制工艺转火机器判断方法、***、存储器及处理器。

背景技术

密集型烤房整体效果优于普通烤房，具有升温快、排湿快的特点。但是由于烤房建造、装烟编烟、烘烤操作不当等方面原因影响烟叶局部的烘烤质量，有时甚至是整座烤房。传统烟叶烘烤主要依靠烟农经验的把控，烟叶烘烤周期长，无法做到时刻查看烤房情况，所以无法避免由于没有及时发现烤房内存在问题而造成转火不及时、烤坏烟的情况。而烟叶烘烤的过程离不开对干湿球、水分、烟叶变黄变褐程度的观察和掌控，传统烤房中工人经验不足，控制温湿度不够精确和自动化，造成了烟叶变黄程度不够或不均匀、回青、烤黑烤红等烤坏烟现象，降低烟叶等级造成经济损失。因此，为解决上述问题，提供一种烟叶调制工艺转火机器判断方法。

经检索发现，现有技术为解决上述问题已有一些公开的技术方案，如公开号CN111406968A的中国专利于2020年7月14日公开了一种基于图像采集和水分变化的烟叶烘烤方法，包括以下步骤：步骤S100：在烤房的顶棚和底棚侧壁上分别安装图像采集装置，在顶棚横杆和底棚横杆上分别挂设烟叶失水率测定装置，在烟叶挂框内挂设多竿待烤烟叶；步骤S200：称重传感器按照30分钟/次获取待烤烟叶质量，根据所得烟叶实时质量计算烟叶失水率，图像采集装置按照1h/次获取烘烤过程中待烤烟叶的图像，并与烟叶失水率按照获取时间顺序对应存储，得到烟叶图像-烟叶失水率数据；步骤S300：根据烟叶图像-烟叶失水率数据得到烤烟工艺。通过对烟叶在烤房内水分含量变化精确测量，并配合实时图像采集装置，并将图像信息与失水率信息综合后，得到整体烘烤效果较好的烤烟工艺。

发明内容

本发明针对现有烟叶烘烤过程中的技术不足，提出一种烟叶调制工艺转火机器判断方法、***、存储器及处理器，通过机器判断烟叶变黄值并结合失水率判断叶片变黄程度进而决定是否需要转火，同时检测异常信息发出预警，以解决现有条件下烟农人手不足、对烟叶变化情况掌握不及时等造成经济损失的问题。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

根据本发明说明书的一方面，提供一种烟叶调制工艺转火机器判断方法，包括：

提取烟叶图像的RGB值，统计不同R值占所有R值的比例；

当R值≥205像素点占总面积超过70％时，发出烟叶变黄七成指令；

当R值≥205像素点占总面积超过80％时，此时发出烟叶变黄八成指令并提醒可向40℃转火；

当R值≥205像素点占总面积超过90％，此时发出烟叶变黄九成指令，同时失水率大于20％时，提醒可向42℃转火，失水率＜20％时提醒排湿；

在42℃转火时：当R值＜205与R值≥205比大于0.1，此时发出烟叶烤青预警；R值＜205与R值≥205比大于0.1时，且失水率小于30％时，发出烟叶褐变预警；

当R值≥205像素点占总面积超过95％时，此时发出烟叶变黄十成指令，同时失水率＞40％时，提醒可向44℃转火，失水率＜40％时提醒排湿；

在46℃转火时：当R值＜205与R值≥205比大于0.05，此时发出烟叶烤青预警；R值＜205与R值≥205比大于0.05时，且失水率小于60％时，发出烟叶褐变预警。

作为进一步的技术方案，所述方法进一步包括：每间隔20min采集并上传一次烟叶烘烤原始图片，对上传的烟叶烘烤原始图片使用双边滤波算法进行预处理，并计算预处理后烟叶图像中每一个像素点的RGB值，使用数值0-255表示像素点的颜色。

作为进一步的技术方案，烟叶烘烤原始图片预处理的步骤进一步包括：对烟叶烘烤原始图片进行抠除背景处理，并结合处理后图像的空间邻近度和像素值相似度进行图像降噪处理，得到第一图像。

作为进一步的技术方案，所述方法进一步包括：获取第一图像后，计算第一图像中每一个像素的R值，并统计每一个R值的组成分布概率，按照以下公式计算每一个R值的组成分布概率：

根据本发明说明书的一方面，提供一种烟叶调制工艺转火机器判断***，采用所述的方法实现，所述***包括：

数据采集模块：用于在烟叶烘烤过程中通过摄像头以固定的采集周期采集烟叶烘烤原始图像，并通过重力传感装置采集烟叶重量；

数据传输模块：用于传输原始图像和烟叶重量至智能烘烤云平台；

数据处理模块：用于抠除烟叶烘烤原始图像的杂乱背景，对图像进行降噪处理，获得第一图像；以及，计算第一图像不同R值组成分布概率；计算第一图像对应的失水率；

转火判别模块：用于根据R值分布概率和失水率实时判断烟叶变黄程度和下一阶段转火点；

预警模块：用于根据R值分布概率和失水率实时判断烟叶烤青和褐变现象，发出预警指令。

根据本发明说明书的一方面，提供一种存储器，其上存储有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实现所述的转火点机器判断方法。

根据本发明说明书的一方面，提供一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述的转火点机器判断方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用一种简单便捷的方法，通过机器识别代替传统人工判断，通过图像信息及时判断叶片异常情况，并发出预警。技术人员可以对烘烤过程中出现烤坏烟等异常情况掌握并迅速处理，不但节省了大量人力资源，而且提高了烘烤工作效益。通过将图像信息与烟叶失水数字化处理，更科学直观的反映了烘烤过程中烟叶变黄失水程度，对变黄程度与转火的及时判断，可实现一人多机管控，大大节省人力成本并防止因烟农经验、时间等不足造成的经济损失。

附图说明

图1为根据本发明实施例的烟叶调制工艺转火机器判断方法示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

根据本发明说明书的一方面，本发明提出一种烟叶调制工艺转火机器判断方法，主要分为变黄升温状态判断与烤坏烟预警，上述方法包括以下步骤：

每20min上传一次图片，将图像进行降噪处理，扣除背景，提取烟叶图像RGB值(R、G、B范围0-255)，当R值≥205像素点占总面积超过70％，此时发出烟叶变黄七成指令；

当R值≥205像素点占总面积超过80％，此时发出烟叶变黄八成指令并提醒可向40℃转火；

当R值≥205像素点占总面积超过90％，此时发出烟叶变黄九成指令，同时失水率大于20％时，提醒可向42℃转火，失水率＜20％时提醒排湿；

在42℃转火时：当R值＜205与R值≥205比大于0.1，此时发出烟叶烤青预警；R值＜205与R值≥205比大于0.1，且失水率小于30％时，发出烟叶褐变预警；

当R值≥205像素点占总面积超过95％，此时发出烟叶变黄十成指令，同时失水率＞40％时，提醒可向44℃转火，失水率＜40％时提醒排湿。

在46℃转火时：当R值＜205与R值≥205比大于0.05，此时发出烟叶烤青预警；R值＜205与R值≥205比大于0.05，且失水率小于60％时，发出烟叶褐变预警。

其中，滤波算法具体包括：使用双边滤波算法处理烟叶烘烤原始图片。烘烤图片经过抠除背景处理后，结合图像的空间邻近度和像素值相似度处理图像，达到保证边缘特性的同时去噪的目的，得到第一图像。

作为一种实施方式，利用颜色直方图法计算第一图像中每一个像素的R值。颜色直方图法具体包括：获取第一图像，计算第一图像中每一个像素的R值，并统计每一个R值的组成分布概率，用直方图的形成呈现。按照以下公式计算每一个R值的组成分布概率：

颜色直方图对图像物理变换如旋转、缩放不敏感，适用于烤房内采集的图像颜色特征描述。

根据本发明说明书的一方面，还提供了一种烟叶调制工艺转火机器判断***，采用所述的方法实现，所述***包括：

数据采集模块：用于在烟叶烘烤过程中通过摄像头以固定的采集周期采集烟叶烘烤原始图像，并通过重力传感装置采集烟叶重量；

数据传输模块：用于传输原始图像和烟叶重量至智能烘烤云平台；

数据处理模块：用于抠除烟叶烘烤原始图像的杂乱背景，对图像进行降噪处理，获得第一图像；以及，计算第一图像不同R值组成分布概率；计算第一图像对应的失水率；

转火判别模块：用于根据R值分布概率和失水率实时判断烟叶变黄程度和下一阶段转火点；

预警模块：用于根据R值分布概率和失水率实时判断烟叶烤青和褐变现象，发出预警指令。

实施例

烟叶调制工艺转火机器判断方法，如图1所示，包括以下步骤：

1)失水量数据获取：通过重力传感装置按照每20分钟/次获得烟叶重量数据，根据所得烟叶实时重量数据经物联网烘烤控制器传送至智能烘烤云平台，按以下公式计算实时失水率：

2)烟叶图像数据的获取：通过摄像头采集实时图像，按照每20分钟/次将图像经物联网烘烤控制器传送至智能烘烤云平台，进一步通过图像处理分析图像RGB空间中的R值比例。

智能烘烤云平台通过采集的烟叶失水率与图像R值数据建立烟叶调制工艺转火机器判断方法，包括以下步骤：

1)烟叶调制工艺转火点机器判断模型通过所设定数据判断是否转火；

2)智能烘烤云平台向移动终端APP推送转火提醒和采集到的实时烟叶图像；

3)在42℃、46℃转火点时智能烘烤云平台采集到异常数据时，将预警信息推送至移动终端APP；

4)由管理员根据烟叶图像、失水率、干湿球数据做出判断并发出指令至物联网烘烤控制器，依据指令启动变频、冷风门、燃烧机。

所述各数据采集装置将采集的数据输送至智能烘烤云平台；

智能烘烤云平台将异常信息与管理员指令保存到日志，为鲜烟素质筛选、烘烤特性识别、烘烤工艺模型提供数据支持。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。

Claims (7)

1.烟叶调制工艺转火机器判断方法，其特征在于，包括：

提取烟叶图像的RGB值，统计不同R值占所有R值的比例；

当R值≥205像素点占总面积超过70％时，发出烟叶变黄七成指令；

当R值≥205像素点占总面积超过80％时，此时发出烟叶变黄八成指令并提醒可向40℃转火；

当R值≥205像素点占总面积超过90％，此时发出烟叶变黄九成指令，同时失水率大于20％时，提醒可向42℃转火，失水率＜20％时提醒排湿；

在42℃转火时：当R值＜205与R值≥205比大于0.1，此时发出烟叶烤青预警；R值＜205与R值≥205比大于0.1时，且失水率小于30％时，发出烟叶褐变预警；

当R值≥205像素点占总面积超过95％时，此时发出烟叶变黄十成指令，同时失水率＞40％时，提醒可向44℃转火，失水率＜40％时提醒排湿；

在46℃转火时：当R值＜205与R值≥205比大于0.05，此时发出烟叶烤青预警；R值＜205与R值≥205比大于0.05时，且失水率小于60％时，发出烟叶褐变预警。

2.根据权利要求1所述烟叶调制工艺转火机器判断方法，其特征在于，所述方法进一步包括：每间隔20min采集并上传一次烟叶烘烤原始图片，对上传的烟叶烘烤原始图片使用双边滤波算法进行预处理，并计算预处理后烟叶图像中每一个像素点的RGB值，使用数值0-255表示像素点的颜色。

3.根据权利要求2所述烟叶调制工艺转火机器判断方法，其特征在于，烟叶烘烤原始图片预处理的步骤进一步包括：对烟叶烘烤原始图片进行抠除背景处理，并结合处理后图像的空间邻近度和像素值相似度进行图像降噪处理，得到第一图像。

4.根据权利要求3所述烟叶调制工艺转火机器判断方法，其特征在于，所述方法进一步包括：获取第一图像后，计算第一图像中每一个像素的R值，并统计每一个R值的组成分布概率，按照以下公式计算每一个R值的组成分布概率：

5.烟叶调制工艺转火机器判断***，采用权利要求1-4中任一项所述的方法实现，其特征在于，所述***包括：

数据采集模块：用于在烟叶烘烤过程中通过摄像头以固定的采集周期采集烟叶烘烤原始图像，并通过重力传感装置采集烟叶重量；

数据传输模块：用于传输原始图像和烟叶重量至智能烘烤云平台；

数据处理模块：用于抠除烟叶烘烤原始图像的杂乱背景，对图像进行降噪处理，获得第一图像；以及，计算第一图像不同R值组成分布概率；计算第一图像对应的失水率；

转火判别模块：用于根据R值分布概率和失水率实时判断烟叶变黄程度和下一阶段转火点；

预警模块：用于根据R值分布概率和失水率实时判断烟叶烤青和褐变现象，发出预警指令。

6.一种存储器，其特征在于，其上存储有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的转火点机器判断方法。

7.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1-4中任一项所述的转火点机器判断方法。

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