一种基于机器视觉技术的烟包内衬缺损检测方法技术

本发明专利技术公开了一基于机器视觉技术的烟包内衬缺损检测方法，以检测硬盒香烟小盒烟包包装过程中可能出现的铝箔纸、内衬纸缺损等问题。采用了特殊安装角度的工业相机及红外光源，使烟包内表面在铝箔纸缺损或内衬纸缺损时，与正常烟包产生明显差异。选取多个特色、关键兴趣区域，在保证最终判断结果准确的前提下，可大大降低图像处理的难度。本发明专利技术具有非常高的检测准确度，可以有效的避免铝箔纸或内衬纸缺损的烟包流入市场，具有广泛的应用空间。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一基于机器视觉技术的烟包内衬缺损检测方法，以检测硬盒香烟小盒烟包包装过程中可能出现的铝箔纸、内衬纸缺损等问题。采用了特殊安装角度的工业相机及红外光源，使烟包内表面在铝箔纸缺损或内衬纸缺损时，与正常烟包产生明显差异。选取多个特色、关键兴趣区域，在保证最终判断结果准确的前提下，可大大降低图像处理的难度。本专利技术具有非常高的检测准确度，可以有效的避免铝箔纸或内衬纸缺损的烟包流入市场，具有广泛的应用空间。【专利说明】
本专利技术涉及烟包检测方法领域，具体为。
技术介绍
目前市场上主流的硬盒香烟包装机为G.DX2 (ZB45)包装机，该包装机的小盒烟包包装过程中针对铝箔纸的质量检测有外侧铝箔纸偏移检测、内侧铝箔纸偏移检测，这两个检测均是在铝箔纸包装过程中对铝箔纸所进行的检测，在商标纸包装过程中未设计有铝箔纸缺损检测装置。小盒烟包在三号轮、四号轮包装过程中产生的铝箔纸缺损，设备均不能自动检测剔除。而且小盒烟包的铝箔纸缺损后，往往会使烟支在三号轮、四号轮包装过程中丢失，造成小盒烟包严重缺支。许多卷烟厂在生产过程中都不同程度出现过铝箔纸缺损的小盒烟包混入成品烟中的现象。另外，原包装机上在五号轮位置没有对内衬纸缺损进行检测的装置，内衬纸缺损的小盒烟包完成五号轮包装后无法再进行检测。为避免内衬纸缺损烟包流入市场，部分烟厂在五号轮位置安装了色标传感器，该传感器根据内衬纸与铝箔纸的颜色差异来判断烟包是否存在内衬纸。但从使用情况来看，这种方法仅适应于铝箔纸和内衬纸颜色对比明显的烟包，对于大多数铝箔纸和内衬纸颜色相近的烟包并不能有效分辨。因此，急需一种有效的烟包内衬缺损检测方法，用于检测硬盒香烟小盒烟包包装过程中可能出现的铝箔纸和内衬纸缺损等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，以准确的检测硬盒香烟小盒烟包包装过程中可能出现的铝箔纸、内衬纸缺损等问题。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为: ，其特征在于:将工业相机与待检测烟包内表面成特定角度安装，采用红外光源，所述红外光源安装于工业相机上方，红外光源安装角度与工业相机相同；由于采用了特殊安装角度的工业相机及红外光源，使烟包内表面在铝箔纸缺损或内衬纸缺损时，与正常烟包产生明显差异；工业相机在待检测烟包静止时采集其内表面图像，将采集到的图像经过初步处理后传送至计算机；计算机对待测烟包上兴趣区域进行二值化、查找轮廓等处理分析，计算出各兴趣区域内目标的有效像素个数；将各兴趣区域内目标的有效像素个数与基准值进行对比，可准确判断出当前兴趣区域是否存在缺损，进而实现检测烟包铝箔纸、内衬纸缺损的目的。所述的，其特征在于:所述基准值为烟包完好时，兴趣区域内目标的有效像素个数。本专利技术的有益效果是:1、采用了特殊安装角度的工业相机及红外光源，使烟包内表面在铝箔纸缺损或内衬纸缺损时，与正常烟包产生明显差异。选取多个特色、关键兴趣区域，在保证最终判断结果准确的前提下，可大大降低图像处理的难度。2、图像处理技术是一门非常成熟的技术，本专利技术中使用到的图像处理算法都是成熟的常用算法，各种商用或开源的机器视觉函数库中都包含了这些算法，开发人员可以直接调用。3、本专利技术提出的烟包铝箔纸、内衬纸缺损检测方法具有非常高的检测准确度，可以有效的避免铝箔纸或内衬纸缺损的烟包流入市场，具有广泛的应用空间。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术工业相机及红外光源安装示意图。图2为标记(部分)兴趣区域的完好烟包图像。图3为【具体实施方式】中兴趣区域I处理效果对比图，其中: 图3a为内衬纸完好时对比图，图3b为内衬纸缺失时对比图。图4为【具体实施方式】中兴趣区域2处理效果对比图，其中: 图4a为内衬纸完好时对比图，图4b为内衬纸露白失时对比图。图5为【具体实施方式】中兴趣区域3处理效果对比图，其中: 图5a为内衬纸完好时对比图，图5b为内衬纸缺失时对比图。图6为【具体实施方式】中兴趣区域3处理效果对比图，其中: 图6a为铝箔纸完好时对比图，图6b为铝箔纸缺失时对比图。图7为【具体实施方式】中兴趣区域5处理效果对比图，其中: 图7a为铝箔纸完好时对比图，图7b为铝箔纸缺失时对比图。【具体实施方式】，将工业相机与待检测烟包内表面成特定角度安装，工业相机中心轴与烟包内表面成55度，可根据现场实际情况微调，采用红外光源，红外光源安装于工业相机上方，红外光源安装角度与工业相机相同；由于采用了特殊安装角度的工业相机及红外光源，使烟包内表面在铝箔纸缺损或内衬纸缺损时，与正常烟包产生明显差异；工业相机在待检测烟包静止时采集其内表面图像，将采集到的图像经过初步处理后传送至计算机；计算机对待测烟包上兴趣区域进行二值化、查找轮廓等处理分析，计算出各兴趣区域内目标的有效像素个数；将各兴趣区域内目标的有效像素个数与基准值进行对比，可准确判断出当前兴趣区域是否存在缺损，进而实现检测烟包铝箔纸、内衬纸缺损的目的。基准值为烟包完好时，兴趣区域内目标的有效像素个数。工业相机及红外光源安装示意图如图1所示，工业相机与待检测烟包内表面成特定角度安装，采用红外光源，光源安装于工业相机上方，其安装角度与工业相机相同。由于采用了特殊安装角度的工业相机及红外光源，使烟包内表面在铝箔纸缺损或内衬纸缺损时，可与正常烟包产生明显差异。实际安装时，可将红外光源和工业相机密封于壳体内，在相机镜头与红外光源前都加装红外滤光片，避免自然光等外界环境因素影响待检测烟包内表面成像质量。以目前检测难度最大的银色内衬纸和银色铝箔纸的烟包为例，图2是采集到的完好烟包图像(标记了部分兴趣区域)。本方法选取多个特色、关键兴趣区域，当内衬纸或铝箔纸出现缺损时，各兴趣区域内目标的有效像素个数与正常烟包会产生明显差异，内衬纸或铝箔纸缺损程度越大，各兴趣区域内目标的有效像素个数与正常烟包差异越大。计算机根据处理分析得出的各兴趣区域内目标的有效像素个数来判断当前兴趣区域是否存在缺损，即当兴趣区域内目标的有效像素个数不满足系统设定的基准值时，则认为该兴趣区域存在缺损，进而实现检测烟包铝箔纸、内衬纸缺损的目的。计算机通过图像处理技术对工业相机拍摄到的烟包内表面图像依次进行灰度化、二值化、腐蚀、膨胀，然后查找、绘制各兴趣区域内目标轮廓，最后计算出有效轮廓面积(兴趣区域内目标的有效像素个数)。灰度化是为了将工业相机拍摄到的烟包内表面的RGB图像转换为单通道的GRAY图像，提高后续的处理速度；二值化是为了将兴趣区域内目标区域与背景区域进行分割，默认将背景区域的灰度值设为0，目标区域的灰度值设为255 ;腐蚀及膨胀是为了消除经二值化处理后的图像中的一些细小噪点和孔洞，这样可以提高后续查找兴趣区域轮廓的速度；查找兴趣区域轮廓是为了绘制出兴趣区域的轮廓线，是计算目标区域轮廓面积的前提；计算目标区域轮廓面积是为了计算出兴趣区域内目标的有效像素个数。图3是兴趣区域I在内衬纸完好及缺失时的处理效果对比图，当内衬纸完好时，兴趣区域I中包含内衬纸的高亮度内侧边缘，经处理分析得到高亮度区域的有效像素数为544。当内衬纸缺失时，兴趣区域I中的高亮度区域会消失，经处理分析得到高亮度区域的有效像素数变为O。通过兴趣区域I中的高亮度区域的有效像素数可判断当前烟包是否存在内衬纸缺失。图4是兴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金怀国，张济民，张义伟，徐洋，颜魏伟，张杰，李风波，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：发明
国别省市：