基于图像处理的烟叶等级标准图像合成算法研究

为了建立烤烟烟叶标准等级数据库,实现烤烟烟叶的自动分级。本文以图像处理技术为基础,以已知等级的烤后烟叶为图像素材,通过提取烟叶样本颜色特征,得到了烟叶颜色特征数据。在此基础上研究了烟叶等级标准图像合成算法,并建立了烟叶标准等级数据库。结果表明,RGB颜色模型下对R、G、B分量进行处理后合成的烟叶等级标准图像,与烟叶实际人工分级的吻合率达到90%,符合实际分级合格标准且与烟叶分级专家判定一致,为烟叶分级自动化研究提供了前期技术依据和量化方法。     

成像环境因素对烟叶图像采集结果的影响及校正研究

【目的】研究灯箱中采集烟叶图像时照明电压、不同品牌数码相机、聚焦距离及相机分辨率等成像环境因素对图像识别结果的影响，用相对颜色法对因成像环境因素影响而引起的烟叶图像颜色变异进行实时校正。【方法】通过试验筛选出颜色表现稳定的聚四氟乙烯材料作为颜色参照白板，在灯箱环境中，设置不同的因素处理，用数码相机同期采集烟叶与颜色参照白板图像，通过分析烟叶图像R、G、B颜色特征变化来确定成像环境因素构成的影响。提取烟叶图像三颜色分量与颜色参照白板对应颜色分量的比率，即相对颜色分量作为校正烟叶图像识别误差的特征参量。【结果】照明电压、不同品牌数码相机、相机分辨率相同而聚焦距离不同均使烟叶图像颜色产生变异，从而出现识别误差。【结论】相对颜色法能够实时校正识别误差，降低因成像环境因素影响而产生的颜色变异，为规范烟叶图像的数字采集环境奠定了基础。     

烘烤过程中不同部位烟叶图像提取值与化学成分的变化

为研究不同部位烟叶化学成分与烟叶图像提取值的变化,以中烟100为材料,利用统计分析和相关性分析对数据进行处理,结果表明：不同部位烟叶叶绿素a和叶绿素b在开烤至42℃末快速降解,在42℃末至54℃末降解缓慢,在54℃末至68℃末无明显变化;不同部位烟叶中类胡萝卜素在38℃末之前稍有降解,在38℃末至47℃末降解速度快,47℃末至68℃末呈现较稳定的缓慢持续降解趋势;烟叶中化学成分除烟碱和总氮外,总糖、还原糖、淀粉和蛋白质含量在变黄期变化幅度最大,在定色期变化幅度逐渐减小,在干筋期基本保持不变;不同部位烟叶图像特征值R、G、B主要在开烤至38℃末呈逐渐上升趋势,在38℃末至68℃末呈逐渐下降的趋势;相关性分析结果表明,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、总糖、还原糖、蛋白质、淀粉等物质含量与红度值(R)之间存在显著或极显著相关关系。     

3TYJ-45型台式烟苗剪叶机剪叶装置的设计

为了提高烟苗剪叶的质量,解决烟苗剪叶过程中碎叶残留过多而引起病毒传播的问题,设计了一种烟苗剪叶机的剪叶装置。该剪叶装置以一台单相异步电动机为动力源,根据漂浮育苗烟苗的生长特点,设计了独特的钣金结构形式的剪叶罩以及合理的刀具倾角及转速,使烟苗修剪区形成合理的负压,实现可靠剪叶和碎叶回收。结果表明,该剪叶装置碎叶回收率可达95%以上,该剪叶机的剪叶装置可以达到平稳剪叶、剪叶高度可控可调以及效率高的目标,同时具有结构合理紧凑、移动方便、操作简单等优点。     

醇化技术在改善烟叶品质中的研究进展

烟叶醇化是改善烟叶品质的重要环节。从物理和生物技术2个方面综述了近些年来有关改善烟叶品质的醇化技术的研究与改进,探讨了醇化过程中化学成分的变化情况,并分析了烟叶醇化技术的应用前景和发展方向。     

微带青烟叶陈化效果的研究

为提高微带青烟叶的可用性,缓解当前优质卷烟原料比较缺乏的局面,研究了正常烟叶、微带青烟叶、青黄烟叶3类烟的套袋与不套袋2个处理因素,对陈化过程中烟叶评吸质量的影响,结果表明：不套袋处理的陈化效果优于套袋处理,而且微带青烟叶在不套袋陈化条件下的评吸质量较好,为（7．26±0．23）分,仅次于正常烟叶在不套袋陈化条件下的评吸质量,因此,可运用陈化技术改变微带青烟叶的评吸品质,为卷烟企业提供充足的卷烟原料。     

基于BPSO和SVM的烤烟烟叶图像特征选择方法研究

利用图像特征对烟叶进行分级时,提出了一种对烟叶图像特征进行有效选择的新方法——利用二进制粒子群算法联合SVM模型自适应地选择对烟叶分级影响较大的特征,剔除对分级影响较小或相互间有关联的某些特征,并利用Adaboost和RBF分类器进行验证。结果表明,用SVM分类器时,用被选特征比输入全部特征具有更好的分级正确率;对于相同的分类器,利用二进制粒子群和SVM算法自适应筛选后的特征比输入全部特征具有更好的分级吻合率。     

基于Elman神经网络的烤烟鲜烟叶含水量模型研究

在Matlab中利用ANN方法建立了鲜烟叶含水量Elman非线性动态预测数学模型,利用计算机视觉技术,选取在改进AHP法中占较大权重综合评判指标叶片宽、面积以及均值特征量,作为网络的输入,克服了用单一指标进行评判的缺陷,通过实验数据对Elman模型进行验证和误差分析,结果表明该含水量模型可对鲜烟叶含水量进行预测,预测精度大于90%,预测结果达到预期目标,在此基础上进行了含水量检测系统软件的开发。     

南平烟区土壤和烟叶含氯状况及其与烟叶质量的关系

分析了南平烟区185个土壤样品和202个烟叶样品的氯含量及其对烟叶质量的影响。结果表明:南平土壤水溶性氯含量平均为21.26 mg/kg,较2001～2003年降低了0.89 mg/kg,属于中等偏低,65.95%土壤的氯含量处于较低及低水平。土壤氯与pH呈极显著负相关,与碱解氮呈极显著正相关,与有效硫呈显著正相关。南平烟叶氯含量平均为0.13%,较2001～2003年变化很小,属于低,90.10%烟叶的氯含量处于低及缺水平。CB-1品种的烟叶氯含量最高。土壤氯与烟叶氯相关不显著,与钙呈极显著负相关,与钼呈显著负相关。烟叶氯与总糖呈显著正相关,与挥发碱呈显著负相关,与燃烧性呈显著正相关。南平烟区可以适量增施氯肥。     

植物多叶片图像目标识别和叶面积测量方法

分析了图像处理方法测量叶面积中采用CCD照相机和扫描仪2种采集设备各自的优、缺点.针对目前各种叶面积测量方法均为逐片测量的局限性,以MATLAB数学分析软件为平台开发了对多叶片扫描图像中各叶片进行目标识别和面积计算的算法.试验结果表明,该算法在叶片间不重叠的条件下识别准确率达到100%,测量得到的叶面积与采用称重法得到的叶面积间的相对误差为2.43%,决定系数(R2)为0.999 6.试验证明,该算法可以实现对多叶片扫描图像中各叶片的准确识别和叶面积测量.     

西南烟区主栽烟草品种叶片发生及生长模拟模型建立

为明确西南烟区烟草叶片发育动态规律,实现烟叶精准可控生产,采用田间对比试验,研究了K326、NC89、云烟85、红花大金元4个主栽品种叶片发生及生长规律,并分别建立Richards生长动态模型。结果表明：所有生长模型R2值均在0.980以上,表明模型准确度很高;4个品种叶片发生模型均是只有缓增期和快增期的非典型“S”型生长曲线,而叶片生长模型均是典型“S”型生长曲线;不同品种叶片数目基本一致,均是38~40片,但叶片发生进程差异明显,红花大金元移栽后35 d达到最大叶片数目,其他三个品种均在移栽后42 d达到最大叶片数目;不同品种中部叶最大叶面积大小顺序为红花大金元＞K326＞云烟85＞NC89,但其生长过程基本一致,缓增期12~14 d,快增期16~17 d,稳增期30~31 d。     

不同时间处理上部不适用烟叶对烤烟产质量的影响

为了处理不适用烟叶,提高烤烟质量,以云烟87为试验材料,通过2年的田间试验研究了不同时间处理上部不适用烟叶对烤烟生长、产质量和品质的影响。结果表明,与正常留叶(16~18片叶)(对照)相比,打顶后进行不适用烟叶处理不利于上部烟叶的伸展,但对下部烟叶和中部烟叶的影响较小。打顶后进行不适用烟叶处理,烟叶产量比正常留叶降低了6.14%~13.17%,但是增加了上中等烟叶比例。打顶后30 d进行上部不适用烟叶处理的产值最高,2年的产值分别较正常留叶增加了11.40%和4.24%。综合看来,在当地生产条件下,打顶后30 d进行上部不适用烟叶处理能够获得较好的产质量和化学品质。     

烤烟叶片发育过程中类胡萝卜素组分含量变化研究

利用反相高效液相色谱法和分光光度计法,对不同部位烤烟叶片发育过程中类胡萝卜素组分含量进行了测定.结果表明,烤烟发育过程中类胡萝卜素含量随生育时期的推进而逐渐下降,但不同部位叶片的类胡萝卜素组分含量有明显差异.中部叶片的β胡萝卜素、新黄质、紫黄质、叶黄质、叶黄素含量变化比较平稳.与下、中部叶片相比,上部叶片发育后期其组分含量均较高,其中β-胡萝卜素含量最高,为16.1 mg.g-1.