检测烟叶主脉走势的方法、系统及计算机可读存储介质

摘要

本申请公开了一种检测烟叶主脉走势的方法、系统及计算机可读存储介质，其中所述方法包括：对采集的烟叶图像进行轮廓检测和直线段检测得到轮廓点集和至少一个直线段；对轮廓点集进行子点集的坐标点提取，以生成主脉初级点集；将至少一个直线段中满足预设条件的目标直线段的中心点、最左侧点和最右侧点的坐标与主脉初级点集合并为主脉最终点集；对主脉最终点集进行多项式拟合得到主脉最终走势曲线；计算主脉最终走势曲线与轮廓点集的最左侧和最右侧交点，这两点之间的主脉最终走势曲线则为烟叶的主脉最终走势曲线段。本申请能减少烟叶分拣分级工作对人为的知识经验、注意力、反应速度的依赖程度，降低工作人员的劳动强度。

说明书

技术领域

本申请涉及烟草工业领域，尤其涉及一种检测烟叶主脉走势的方法、系统及计算机可读存储介质。

背景技术

烟叶的分类分级是烟叶制品加工中的重要环节，其中判断烟叶的主脉走势对于判断烟叶部位和品质有重要的参考意义，但由于烟叶主脉走势判断标准的模糊性和难以量化等特点对烟叶主脉走势的判断主要依赖于人工经验。因此如何在不依赖于人工经验的情况下，稳定可靠地检测出烟叶主脉走势成为降低烟叶分拣分级难度的重要问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种检测烟叶主脉走势的方法、系统及计算机可读存储介质，能在保证烟叶原料品质的前提下，减少烟叶分拣分级工作对人为的知识经验、注意力、反应速度的依赖程度，降低工作人员的劳动强度。

为达到上述目的，本申请提供了一种检测烟叶主脉走势的方法，该方法包括：

采集烟叶图像，所述烟叶图像为将烟叶以叶基在图像左侧、叶尖在图像右侧的方式放置于拍摄仓进行拍摄所得的灰度图像；

对所述烟叶图像进行烟叶轮廓检测和直线段检测，得到所述烟叶的轮廓点集和至少一个直线段；

对所述轮廓点集进行子点集的坐标点提取，生成主脉初级点集；

将所述至少一个直线段中满足预设条件的目标直线段的中心点、最左侧点和最右侧点的坐标，与所述主脉初级点集合并为主脉最终点集；

对所述主脉最终点集进行多项式曲线拟合，得到主脉最终走势曲线；

计算所述主脉最终走势曲线与所述轮廓点集的最左侧交点和最右侧交点，将所述主脉最终走势曲线上以所述最左侧交点和所述最右侧交点之间的曲线段确定为所述烟叶的主脉最终走势曲线段。

可选的，所述对所述烟叶图像进行烟叶轮廓检测，得到所述烟叶的轮廓点集包括：

对所述烟叶图像进行烟叶轮廓检测，生成所述烟叶的轮廓点集；

找出所述轮廓点集中横轴坐标最小和最大的点，分别作为所述叶基的起始点和所述叶尖的结束点。

可选的，所述对所述轮廓点集进行子点集的坐标点提取，生成主脉初级点集包括：

将所述轮廓点集以横轴方向，从左到右均匀分为多个区间的子点集，并计算每个子点集的中心点坐标；

将各个子点集的中心点坐标、所述起始点和所述结束点的坐标合并为主脉初级点集。

可选的，所述对所述烟叶图像进行直线段检测，得到至少一个直线段包括：

对所述烟叶图像进行直线段检测，找出所述烟叶图像中的至少一个直线段；

计算每个所述直线段的中心点、最左侧点和最右侧点的坐标。

可选的，所述将所述至少一个直线段中满足预设条件的目标直线段的中心点、最左侧点和最右侧点的坐标，与所述主脉初级点集合并为主脉最终点集包括：

对所述主脉初级点集进行多项式曲线拟合，得到主脉初级走势曲线；

将所述至少一个直线段中，直线段的中心点的斜率与所述主脉初级走势曲线的切线之间的夹角小于设定角度的直线段确定为目标直线段；

保留所述目标直线段的中心点、最左侧点和最右侧点的坐标，并将其与所述主脉初级点集合并为主脉最终点集。

为达到上述目的，本申请还提供了一种检测烟叶主脉走势的系统，包括：

摄像头，用于采集烟叶图像，所述烟叶图像为将烟叶以叶基在图像左侧、叶尖在图像右侧的方式放置于拍摄仓进行拍摄所得的灰度图像；

图像处理装置，用于对所述烟叶图像进行烟叶轮廓检测和直线段检测，得到所述烟叶的轮廓点集和至少一个直线段；

所述图像处理装置，还用于对所述轮廓点集进行子点集的坐标点提取，生成主脉初级点集；

所述图像处理装置，还用于将所述至少一个直线段中满足预设条件的目标直线段的中心点、最左侧点和最右侧点的坐标，与所述主脉初级点集合并为主脉最终点集；

所述图像处理装置，还用于对所述主脉最终点集进行多项式曲线拟合，得到主脉最终走势曲线；

所述图像处理装置，还用于计算所述主脉最终走势曲线与所述轮廓点集的最左侧交点和最右侧交点，将所述主脉最终走势曲线上以所述最左侧交点和所述最右侧交点之间的曲线段确定为所述烟叶的主脉最终走势曲线段。

可选的，所述图像处理装置具体用于：

对所述烟叶图像进行烟叶轮廓检测，生成所述烟叶的轮廓点集；

找出所述轮廓点集中横轴坐标最小和最大的点，分别作为所述叶基的起始点和所述叶尖的结束点。

可选的，所述图像处理装置具体用于：

将所述轮廓点集以横轴方向，从左到右均匀分为多个区间的子点集，并计算每个子点集的中心点坐标；

将各个子点集的中心点坐标、所述起始点和所述结束点的坐标合并为主脉初级点集。

可选的，所述图像处理装置具体用于：

对所述烟叶图像进行直线段检测，找出所述烟叶图像中的至少一个直线段；

计算每个所述直线段的中心点、最左侧点和最右侧点的坐标。

可选的，所述图像处理装置具体用于：

对所述主脉初级点集进行多项式曲线拟合，得到主脉初级走势曲线；

将所述至少一个直线段中，直线段的中心点的斜率与所述主脉初级走势曲线的切线之间的夹角小于设定角度的直线段确定为目标直线段；

保留所述目标直线段的中心点、最左侧点和最右侧点的坐标，并将其与所述主脉初级点集合并为主脉最终点集。

本申请还提供了一种检测烟叶主脉走势的系统，该系统包括：处理器以及和处理器相连的存储器；其中，该存储器包括计算机可读指令；该处理器用于执行该存储器中的计算机可读指令，从而使得该终端设备执行上述第一方面或第一方面的任意一种可选的实施方式中的方案。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面的任意一种可选的实施方式中的方法。

通过实施本申请，能达到以下有益效果：能在保证烟叶原料品质的前提下，减少烟叶分拣分级工作对人员的知识经验、注意力、反应速度的依赖程度，减低工作人员的劳动强度。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种检测烟叶主脉走势的场景示意图。

图2是本申请实施例提供的一种检测烟叶主脉走势方法的流程示意图。

图3是本申请实施例提供的一种烟叶图像拍摄方式的示意图。

图4是本申请实施例提供的一种烟叶主脉初级走势曲线示意图。

图5是本申请实施例提供的一种烟叶直线段检测的示意图。

图6是本申请实施例提供的一种烟叶直线段筛选的示意图。

图7是本申请实施例提供的一种烟叶主脉最终走势曲线的示意图。

图8是本申请实施例提供的一种检测烟叶主脉走势系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。

请参见图1，是本申请实施例提供的一种检测烟叶主脉走势的场景示意图。如图1所示的场景中包括拍摄仓101、安装于拍摄仓中的摄像头102(图示为相机)以及图像处理装置103(也可称为图像处理单元)。

在拍摄过程中，本申请将烟叶以叶基在图像左侧、叶尖在图像右侧的方式放置于拍摄仓101的摄像头102下方，启用摄像头102拍摄烟叶图像，再将拍摄所得的烟叶图像传输给图像处理装置103处理。如图所示场景中，烟叶的叶基部放置在图像的左侧，即横轴最小侧；烟叶的叶尖部放置在图像的右侧，即横轴最大侧。

图像处理装置103接收/采集到烟叶图像后，可对烟叶图像进行烟叶轮廓检测和直线段检测得到烟叶的轮廓点集和至少一个直线段；进而对轮廓点集进行子点集的坐标点提取，生成主脉初级点集；将至少一个直线段中满足预设条件的目标直线段的中心点、最左侧点和最右侧点的坐标，与主脉初级点集合并为主脉最终点集；对主脉最终点集进行多项式曲线拟合得到主脉最终走势曲线；计算主脉最终走势曲线与轮廓点集的最左侧交点和最右侧交点，将主脉最终走势曲线上这两点之间的曲线段确定为烟叶的主脉最终走势曲线段。关于图像处理装置103如何进行烟叶主脉走势检测的具体实施方式将在下文进行详述，这里不做阐述。

请参见图2，是本申请实施例提供的一种检测烟叶主脉走势的方法的流程示意图。如图2所示的方法包括：

S201、将烟叶以叶基在图像左侧、叶尖在图像右侧的方式放置于拍摄仓的摄像头下方。

如图3示出一种烟叶拍摄方式的示意图。如图3中，本申请将烟叶以叶基在图像左侧、叶尖在图像右侧的方式放置进行拍摄，图示中烟叶的边缘轮廓称为烟叶轮廓，烟叶的主脉曲线称为烟叶主脉。本申请涉及的烟叶图像可具体包含烟叶的叶基、叶尖、叶面以及叶面的主脉等部位信息。

S202、摄像头拍摄烟叶图像传给图像处理装置。

本申请中，摄像头拍摄采集的烟叶图像可为灰度图像，也可为非灰度图像(例如彩色图像)。当摄像头拍摄的烟叶图像为非灰度图像时，图像处理装置或摄像头可对非灰度图像进行进一步的灰度处理，以将其处理为灰度图像，进而后续步骤对该灰度图像的烟叶图像进行主脉走势的检测。

S203、检测烟叶轮廓，生成轮廓点集(也可称为轮廓坐标点集合)。

本申请可对烟叶图像进行烟叶轮廓检测，以生成烟叶的轮廓点集。该轮廓点集中包括至少三个烟叶轮廓点的坐标。

S204、找出轮廓点集中最左侧的点和最右侧点的坐标，以分别作为叶基部的起始点和夜间部的结束点。

在具体实施时，本申请从轮廓点集中找出横轴坐标最小的点作为叶基部的起始点的横轴坐标，若该横轴坐标相同但纵轴坐标不相同的点有多个，则取纵轴坐标的平均值作为该起始点的纵轴坐标，从而得到叶基部的起始点的坐标。同样，从轮廓点集中找出横轴坐标最大的点作为叶尖部的结束点的横轴坐标，若该横轴坐标相同但纵轴坐标不相同的点有多个，则取纵轴坐标的平均值作为该结束点的纵轴坐标，从而获得叶尖部的结束点的坐标。

S205、将轮廓点集以横轴方向(具体实施时可为X轴方向)，从左到右均匀分成多个区间，划分成多个区间内的子点集。

S206、计算每个子点集的中心点坐标。

S207、将各个子点集的中心点坐标、叶基部的起始点和叶尖部的结束点的坐标合并为主脉初级点集。

S208、对主脉初级点集进行多项式曲线拟合，得到主脉初级走势曲线。

举例来说，如图4示出一种主脉初级走势曲线的示意图。如图4所示图例中，本申请将轮廓点集均匀划分为4个区间的子点集，如图分别为区间0～区间3。本申请可对每个区间的子点集进行中心点坐标的计算，具体地可利用每个子点集中烟叶轮廓点的坐标，计算这些烟叶轮廓点的横纵坐标平均值，得出该区间子点集的中心点坐标，图示分别示出为区间重心0、区间重心1、区间重心2和区间重心3。进一步本申请将烟叶的起始点、结束点和计算的4个区间重心点总共6个点的坐标，合并为主脉初级点集；进而对这6个点(主脉初级点集)进行多项式拟合，获得的多项式曲线则为主脉初级走势曲线。

S209、对烟叶图像进行直线段检测，找出烟叶图像中的至少一个直线段。

S210、计算每个直线段的最左侧点、中心点和最右侧点的坐标。

请参见图5示出一种烟叶中直线段检测的示意图。如图5图示中，本申请可对烟叶图像进行直线段检测，从而找出烟叶图像中的所有直线段。进一步可计算直线段中的最左侧点的坐标(图示标示为左的点)、中心点的坐标(图示标示为中的点)以及最右侧点的坐标(图示标示为右的点)。

S211、将至少一个直线段中心点的斜率与主脉初级走势曲线的切线之间的夹角小于一定的设定夹角则保留，其余则删除。

本申请可先计算每条直线段的中心点的斜率(也可简称为中点的斜率)以及主脉初级走势曲线的切线。如果斜率和切线之间的夹角小于一定夹角，则保留该直线段的最左侧点、中心点以及最右侧点的坐标；否则，删除该直线段的最左侧点、中心点以及最右侧点的坐标。请参见图6示出一种烟叶中目标直线段筛选的示意图。如图6所示，示出一直线段的中心点的斜率和主脉初级走势曲线在该中心点的切线，它们之间的夹角较小，则可保留该直线段，例如图示中以实线示出的直线段即为保留下来的目标直线段，即保留该目标直线段的最左侧点、中心点以及最右侧点的坐标。如果他们之间的夹角较大，则删除该直线段，例如图示中以虚线示出的直线段即为将删除的直线段。

S212、将保留下的(目标)直线段的最左侧点、中心点和最右侧点的坐标，与主脉初级点集合并为主脉最终点集(集合)。

S213、对主脉最终点集进行多项式曲线拟合，得到主脉最终走势曲线。

举例来说，请参见图7示出一种可能的烟叶主脉最终走势曲线的示意图。如图7所示的每个圆圈表示主脉最终点集中的任意一个坐标点。本申请可对主脉最终点集进行多项式拟合，获得的多项式曲线则为主脉最终走势曲线，例如图7所示。

S214、计算主脉最终走势曲线和轮廓点集的最左侧交点和最右侧交点，将主脉最终走势曲线上这两点之间的曲线段确定为烟叶的主脉走势曲线段。

本申请进一步可计算主脉最终走势曲线与轮廓点集的交点，其具体可包括最左侧的交点(简称为最左侧交点)和最右侧的交点(简称为最右侧交点)，根据最左侧交点和最右侧交点确定出主脉最终走势曲线段。

通过实施本申请，采集灰阶的烟叶图像，对该烟叶图像进行烟叶轮廓点集的提取和直线段的提取，找出轮廓点集中的最左侧点和最右侧点的坐标，分别作为叶基的起始点和叶尖的结束点；将轮廓点集以X轴方向从左到右均匀分为多个区间内的子点集，并计算每个子点集的中心点坐标；将各个子点集的中心点坐标、起始点和结束点的坐标合并为主脉初级点集；对主脉初级点集进行多项式拟合得到主脉初级走势曲线，另外对烟叶图像进行直线段检测，找出烟叶图像中的直线段并计算每个直线段的左中右三点的坐标；将直线段中心点的斜率与主脉初级走势曲线的切线的夹角小于一定角度进行保留，将保留下的直线段的最左侧点、中心点和最右侧点的坐标与主脉初级点集合并为主脉最终点集；对主脉最终点集进行多项式拟合得到主脉最终走势曲线，计算主脉最终走势曲线与轮廓点集的最左侧交点和最右侧交点，两点之间的主脉最终走势曲线则为该烟叶的主脉最终走势曲线段。这样能够在不依赖于人工经验的情况下稳定可靠地检测出烟叶主脉走势，从而在保证烟叶原料品质的前提下，减少烟叶分拣分级工作对人的知识经验、注意力、反应速度的依赖程度，降低工作人员的劳动强度。

请参见图8，图8是本申请实施例提供的一种检测烟叶主脉走势系统的结构示意图。如图8所示的系统包括：至少一个输入设备801；至少一个输出设备802；至少一个处理器803，例如CPU；和存储器804，上述输入设备801、输出设备802、处理器803和存储器804通过总线805连接。

其中，上述输入设备801具体可为移动终端的触控面板，包括触摸屏和触控屏，用于检测终端触控面板上的操作指令。

上述输出设备802具体可为移动终端的显示屏，用于输出、显示信息。

上述存储器804可以是高速RAM存储器，也可为非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器。上述存储器804用于存储一组程序代码，上述输入设备801、输出设备802和处理器803用于调用存储器804中存储的程序代码执行相应操作，其中处理器803具体用于执行如下操作：

采集烟叶图像，所述烟叶图像为将烟叶以叶基在图像左侧、叶尖在图像右侧的方式放置于拍摄仓进行拍摄所得的灰度图像；

对所述烟叶图像进行烟叶轮廓检测和直线段检测，得到所述烟叶的轮廓点集和至少一个直线段；

对所述轮廓点集进行子点集的坐标点提取，生成主脉初级点集；

将所述至少一个直线段中满足预设条件的目标直线段的中心点、最左侧点和最右侧点的坐标，与所述主脉初级点集合并为主脉最终点集；

对所述主脉最终点集进行多项式曲线拟合，得到主脉最终走势曲线；

计算所述主脉最终走势曲线与所述轮廓点集的最左侧交点和最右侧交点，将所述主脉最终走势曲线上以所述最左侧交点和所述最右侧交点之间的曲线段确定为所述烟叶的主脉最终走势曲线段。

可选的，所述对所述烟叶图像进行烟叶轮廓检测，得到所述烟叶的轮廓点集包括：

对所述烟叶图像进行烟叶轮廓检测，生成所述烟叶的轮廓点集；

找出所述轮廓点集中横轴坐标最小和最大的点，分别作为所述叶基的起始点和所述叶尖的结束点。

可选的，所述对所述轮廓点集进行子点集的坐标点提取，生成主脉初级点集包括：

将所述轮廓点集以横轴方向，从左到右均匀分为多个区间的子点集，并计算每个子点集的中心点坐标；

将各个子点集的中心点坐标、所述起始点和所述结束点的坐标合并为主脉初级点集。

可选的，所述对所述烟叶图像进行直线段检测，得到至少一个直线段包括：

对所述烟叶图像进行直线段检测，找出所述烟叶图像中的至少一个直线段；

计算每个所述直线段的中心点、最左侧点和最右侧点的坐标。

可选的，所述将所述至少一个直线段中满足预设条件的目标直线段的中心点、最左侧点和最右侧点的坐标，与所述主脉初级点集合并为主脉最终点集包括：

对所述主脉初级点集进行多项式曲线拟合，得到主脉初级走势曲线；

将所述至少一个直线段中，直线段的中心点的斜率与所述主脉初级走势曲线的切线之间的夹角小于设定角度的直线段确定为目标直线段；

保留所述目标直线段的中心点、最左侧点和最右侧点的坐标，并将其与所述主脉初级点集合并为主脉最终点集。

基于同一发明构思，本申请实施例中提供的终端设备解决问题的原理与本申请方法实施例中控制器解决问题的原理相似，因此各设备的实施可以参见方法的实施，为简洁描述，在这里不再赘述。

需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本发明实施例终端设备中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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申请各实施例技术方案的范围。