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原文传递缺陷烟包识别装置及识别方法、剔除装置及香烟加工系统

专利名称：	缺陷烟包识别装置及识别方法、剔除装置及香烟加工系统
摘要：	本公开涉及一种缺陷烟包识别装置、剔除装置及香烟加工系统，其中，缺陷烟包识别装置包括：输送部件(1)，用于输送烟包(15)；图像采集组件，被配置为采集待识别烟包(15)输送过程中的外观图像；和图像分析部件，包括神经网络模型，神经网络模型包括生成器(G)和判别器(D)，生成器(G)被配置为对图像采集组件获取的待识别烟包(15)的原图进行修复，生成不带缺陷的虚拟图片；判别器(D)被配置为将待识别烟包(15)的原图和虚拟图片进行对比，推理出原图与虚拟图片是否存在差异，并在存在差异的情况下确定出待识别烟包(15)具有缺陷。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	福建;35
申请人：	厦门烟草工业有限责任公司
发明人：	刘仁瑞;王守毅;戴团结;许平湖;许宇星;黄盈
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-28T00:00:00+0800
发布日期：	2022-12-09T00:00:00+0800
申请号：	CN202211196879.2
公开号：	CN115447853A
代理机构：	中国贸促会专利商标事务所有限公司
代理人：	张文超
分类号：	B65B57/04;B65B19/30;B;B65;B65B;B65B57;B65B19;B65B57/04;B65B19/30
申请人地址：	361022 福建省厦门市海沧区新阳路1号
主权项：	1.一种缺陷烟包识别装置，其特征在于，包括：输送部件(1)，用于输送烟包(15)；图像采集组件，被配置为采集待识别烟包(15)输送过程中的外观图像；和图像分析部件，包括神经网络模型，所述神经网络模型包括生成器(G)和判别器(D)，所述生成器(G)被配置为对所述图像采集组件获取的待识别烟包(15)的原图进行修复，生成不带缺陷的虚拟图片；所述判别器(D)被配置为将所述待识别烟包(15)的原图和虚拟图片进行对比，推理出所述原图与所述虚拟图片是否存在差异，并在存在差异的情况下确定出待识别烟包(15)具有缺陷。 2.根据权利要求1所述的缺陷烟包识别装置，其特征在于，所述判别器(D)被配置为计算所述待识别烟包(15)的原图和虚拟图片之间的损失值，并在损失值大于预设阈值的情况下判定所述原图和所述虚拟图片存在差异。 3.根据权利要求1所述的缺陷烟包识别装置，其特征在于，所述生成器(G)被配置为将所述待识别烟包(15)的原图生成一张对应的虚拟图片，并与预存的合格烟包(15)样本学习形成的模型文件的图像特征规律进行对比，将虚拟图片中不符合所述图像特征规律的区域进行修正，以实现对虚拟图片的修复，从而产生一张与待识别烟包(15)的原图对应状态下的不带缺陷的虚拟图片。 4.根据权利要求1所述的缺陷烟包识别装置，其特征在于，所述生成器(G)被配置为在所述神经网络模型训练的过程中，接收合格烟包(15)的原图并生成虚拟图片；所述判别器(D)被配置为接收合格烟包(15)的原图和所述虚拟图片，并判别出属于原图还是虚拟图片，以对所述生成器(G)进行训练生成更优的虚拟图片，直至所述判别器(D)无法区分出原图和虚拟图片停止训练。 5.根据权利要求1所述的缺陷烟包识别装置，其特征在于，所述神经网络模型为卷积神经网络。 6.根据权利要求1所述的缺陷烟包识别装置，其特征在于，所述图像采集组件包括多个图像采集部件，分别用于获取烟包(15)不同表面的图像，所述生成器(G)和所述判别器(D)均具有多个通道，多个通道分别对不同图像采集部件获得的原图进行分析。 7.根据权利要求6所述的缺陷烟包识别装置，其特征在于，所述判别器(D)被配置为在其中一个通道判定出具有缺陷的情况下，确定待识别烟包(15)具有缺陷。 8.根据权利要求1～7任一项所述的缺陷烟包识别装置，其特征在于，所述图像采集组件包括：第一图像采集部件(7)，设在所述输送部件(1)的一侧，用于获取所述烟包(15)的前表面(S1)和第一侧面(S2)的图像；第二图像采集部件(8)，设在所述输送部件(1)的另一侧，用于获取所述烟包(15)的后表面(S3)和第二侧面(S4)的图像；和第三图像采集部件(9)，设在所述输送部件(1)的上方，用于获取所述烟包(15)的顶面(S5)的图像；其中，所述图像分析部件被配置为接收所述第一图像采集部件(7)、第二图像采集部件(8)和第三图像采集部件(9)获得的原图。 9.根据权利要求8所述的缺陷烟包识别装置，其特征在于，还包括光源盒(10)，罩住所述输送部件(1)的部分长度段，所述第一图像采集部件(7)和所述第二图像采集部件(8)分别位于所述光源盒(10)的两侧，所述第三图像采集部件(9)设在所述光源盒(10)的顶部，其中，所述光源盒(10)上设有供图像采集和烟包(15)进出的避让部(10’)。 10.根据权利要求8所述的缺陷烟包识别装置，其特征在于，还包括底板(13)和三个第一安装架(11)，三个所述第一安装架(11)分别用于安装所述第一图像采集部件(7)、所述第二图像采集部件(8)和所述第三图像采集部件(9)；其中，所述第一安装架(11)相对于所述底板(13)的安装位置和/或安装角度可调。 11.一种基于权利要求1～10任一项所述缺陷烟包识别装置的缺陷烟包识别方法，其特征在于，包括：通过所述图像采集组件采集待识别烟包(15)输送过程中的外观图像；通过所述生成器(G)，对所述图像采集组件获取的待识别烟包(15)的原图进行修复，生成不带缺陷的虚拟图片；通过所述判别器(D)，将所述待识别烟包(15)的原图和虚拟图片进行对比，推理出所述原图与所述虚拟图片是否存在差异，并在存在差异的情况下确定出待识别烟包(15)具有缺陷。 12.根据权利要求11所述的缺陷烟包识别方法，其特征在于，推理出所述原图与所述虚拟图片是否存在差异的步骤包括：通过所述判别器(D)计算所述待识别烟包(15)的原图和虚拟图片之间的损失值，并在损失值大于预设阈值的情况下判定所述原图和所述虚拟图片存在差异。 13.根据权利要求11所述的缺陷烟包识别方法，其特征在于，对所述图像采集组件采集的待识别烟包(15)的原图进行修复的步骤包括：通过所述生成器(G)将所述待识别烟包(15)的原图生成一张对应的虚拟图片；将所述虚拟图片与预存的合格烟包(15)样本学习形成的模型文件的图像特征规律进行对比；将虚拟图片中不符合所述图像特征规律的区域进行修正，以实现对虚拟图片的修复，从而产生一张与待识别烟包(15)的原图对应状态下的不带缺陷的虚拟图片。 14.根据权利要求11所述的缺陷烟包识别方法，其特征在于，还包括：对所述神经网络模型进行训练，训练步骤包括：通过所述生成器(G)接收合格烟包(15)的原图并生成虚拟图片；通过所述判别器(D)接收合格烟包(15)的原图和所述虚拟图片，并判别出属于原图还是虚拟图片；通过判别结果对所述生成器(G)进行训练生成更优的虚拟图片，直至所述判别器(D)无法区分出原图和虚拟图片停止训练。 15.一种缺陷烟包剔除装置，其特征在于，包括：权利要求1～10任一项所述的缺陷烟包识别装置；和剔除部件(5)，沿烟包(15)的输送方向位于所述图像采集组件的下游，被配置为将具有缺陷的烟包(15)剔除。 16.根据权利要求15所述的缺陷烟包剔除装置，其特征在于，还包括：第一位置检测部件(2)和第二位置检测部件(3)，沿所述烟包(15)的输送方向(K)依次间隔设置，均用于检测所述烟包(15)沿所述输送方向(K)的位置，以得到所述烟包(15)的运行速度；其中，所述剔除部件(5)沿所述输送方向(K)设在所述第二位置检测部件(3)下游的剔除工位，且具有不同的剔除方向，用于在烟包(15)存在缺陷的情况下，依据烟包(15)的运行速度以合适的剔除方向将烟包(15)从所述输送部件(1)上剔除。 17.根据权利要求16所述的缺陷烟包剔除装置，其特征在于，所述图像采集组件设在所述第一位置检测部件(2)和所述第二位置检测部件(3)之间，被配置为在所述第一位置检测部件(2)检测到烟包(15)的情况下开启。 18.根据权利要求16所述的缺陷烟包剔除装置，其特征在于，还包括：第三位置检测部件(4)，沿所述烟包(15)的输送方向(K)设在所述第二位置检测部件(3)和所述剔除部件(5)之间，用于检测所述烟包(15)沿所述输送方向(K)的位置；其中，所述剔除部件(5)用于在所述第三位置检测部件(4)检测到烟包(15)的情况下开启。 19.一种香烟加工系统，其特征在于，包括权利要求1～10任一项所述的缺陷烟包识别装置，或者权利要求15～18任一项所述的缺陷烟包剔除装置。