卷煙外觀檢測中視覺系統(tǒng)的應(yīng)用
——評《卷煙工藝質(zhì)量測試與分析評價指南》

書名：《卷煙工藝質(zhì)量測試與分析評價指南》

作者：鮑旭東

出版社：西北工業(yè)大學(xué)出版社

ISBN：978-7-5612-7479-8

出版時間：2020 年12 月

定價：42 元

我國煙草行業(yè)目前屬于現(xiàn)代化生產(chǎn)水平較高的行業(yè)，煙絲制作、卷煙技術(shù)、產(chǎn)品包裝等多個方面均實(shí)現(xiàn)了自動化生產(chǎn)，但是在卷煙外觀檢測過程中，大部分生產(chǎn)廠家主要依靠傳統(tǒng)的人工檢測方式，這樣既無法有效提高檢測效率，而且存在較大的人為因素影響，容易出現(xiàn)漏檢、誤檢等問題。伴隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，視覺技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用已然成為可能，在卷煙外觀檢測中引入視覺系統(tǒng)，不僅可以極大地降低人力成本、減少人為影響因素，還能夠有效提高卷煙外觀檢測效率及質(zhì)量，推動我國煙草行業(yè)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展。筆者以《卷煙工藝質(zhì)量測試與分析評價指南》一書的主要內(nèi)容作為參考，對相關(guān)視覺系統(tǒng)及其優(yōu)勢特點(diǎn)進(jìn)行簡要了解，進(jìn)而深入分析與解讀視覺系統(tǒng)在卷煙外觀檢測中的工作原理和具體應(yīng)用內(nèi)容，為煙草行業(yè)的技術(shù)發(fā)展提供一定參考。

鮑旭東主編、西北工業(yè)大學(xué)出版社2020 年出版發(fā)行的《卷煙工藝質(zhì)量測試與分析評價指南》是一部有助于衡量卷煙制造工藝水平和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的有效參考讀本，共五章。該書主要介紹了卷煙工藝測試的啟動與準(zhǔn)備、具體內(nèi)容、相關(guān)方法、數(shù)據(jù)處理、分析評價及處理等內(nèi)容，并且在書本附錄部分還添加了各種卷煙工藝的質(zhì)量測試結(jié)果記錄表，力求進(jìn)一步優(yōu)化卷煙加工技術(shù)和工藝保障水平，以提高卷煙工藝質(zhì)量的穩(wěn)定性，推動卷煙生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的均衡發(fā)展。通讀全書可以了解到，該書不僅詳細(xì)講解了工藝質(zhì)量測試的主要流程和方法，還構(gòu)建出極具系統(tǒng)性和客觀性的質(zhì)量測試及分析評價的方法，以期為全國卷煙廠提供一個科學(xué)客觀的判定標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)踐方法，對于卷煙工藝優(yōu)化及發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。

一、視覺系統(tǒng)的簡要概述

卷煙外觀檢測中所應(yīng)用到的視覺系統(tǒng)是一種運(yùn)用現(xiàn)代機(jī)器設(shè)備代替人眼實(shí)現(xiàn)檢測與判斷的一種視覺技術(shù)，通常被稱為機(jī)器視覺系統(tǒng)。它屬于計算機(jī)技術(shù)的重要分支，包含了機(jī)械、光學(xué)、電子、硬件等多項技術(shù)，同時涉及圖像處理、人工智能、模式識別、信號處理、計算機(jī)科技等諸多領(lǐng)域。機(jī)器視覺系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)一般由硬件設(shè)備和軟件設(shè)施構(gòu)成，其中硬件設(shè)備包括照明光源、拍攝鏡頭和圖像攝取裝置，其作用在于獲取拍攝對象信息并將其有效保存；而軟件設(shè)備則包括圖像處理系統(tǒng)、圖像處理軟件、信息傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)輸入與輸出系統(tǒng)等，其作用在于獲取數(shù)字化信號，以得到具有一定參考性的數(shù)據(jù)信息。

二、視覺系統(tǒng)的工作原理

從工作原理上來看，機(jī)器視覺系統(tǒng)主要是運(yùn)用圖像攝取裝置（如CCD 照相機(jī)）將被攝取對象轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像信號，進(jìn)而將其傳送給專門的圖像處理系統(tǒng)，并根據(jù)顏色、亮度及像素分布等信息使之轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化信號；圖像系統(tǒng)則能夠通過數(shù)學(xué)運(yùn)算手段提取這些數(shù)字化信號中的目標(biāo)特征，從而基于判斷結(jié)果對實(shí)際設(shè)備的動作進(jìn)行有效控制。相較于其他視覺系統(tǒng)而言，機(jī)器視覺系統(tǒng)有助于增強(qiáng)生產(chǎn)柔性及其自動化程度，并且可以有效避免人工視覺作業(yè)中出現(xiàn)的精度不高、效率低下等問題，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)線上的產(chǎn)品快速測量、檢測和識別，以推動生產(chǎn)目標(biāo)的快速達(dá)成。由此可見，在卷煙外觀檢測中應(yīng)用機(jī)器視覺系統(tǒng)具有十分明顯的實(shí)用價值。

三、視覺系統(tǒng)的具體應(yīng)用

當(dāng)條煙成品被輸送至裝箱工序并到達(dá)視覺檢測系統(tǒng)時，首先采用分煙裝置對緊靠在一起的條煙進(jìn)行分離，以保證同一時刻在圖像攝取裝置的拍攝范圍內(nèi)只存在一盒產(chǎn)品；隨著產(chǎn)品逐漸進(jìn)入圖像拍攝范圍，系統(tǒng)設(shè)備兩側(cè)的觸發(fā)光纖放大器將判斷產(chǎn)品是否處于目標(biāo)位置，進(jìn)而觸發(fā)裝置，將觸發(fā)信號輸送至圖像攝取裝置，以觸發(fā)燈光照明系統(tǒng)和照相設(shè)備進(jìn)行拍照；然后將產(chǎn)品及其周邊的光學(xué)信號統(tǒng)統(tǒng)轉(zhuǎn)化為數(shù)字電信號，并通過指定數(shù)據(jù)線將其輸送至圖像采集設(shè)備，從而運(yùn)用相應(yīng)軟件系統(tǒng)將圖像進(jìn)行數(shù)字化處理和分析；最后將產(chǎn)品圖像數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)的模板數(shù)據(jù)進(jìn)行合理對比，以識別出產(chǎn)品缺陷問題，并且根據(jù)定位情況發(fā)出剔除信號，啟用剔除裝置將問題產(chǎn)品剔除出生產(chǎn)流水線之外，由此正式完成視覺系統(tǒng)檢測的全部流程?？傮w來看，機(jī)器視覺系統(tǒng)具有可重復(fù)性好、分辨率較高、檢測效率高等明顯優(yōu)勢，可以有效保障卷煙外觀檢測的規(guī)范性和準(zhǔn)確性，從而能夠降低人工勞動強(qiáng)度，減少企業(yè)的成本消耗，以達(dá)到提高卷煙產(chǎn)品質(zhì)量和促進(jìn)煙草行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要作用。