摘要 為了拍攝烤煙煙葉反射和透射圖像并實(shí)時(shí)顯示物距大小，研發(fā)了煙葉圖像拍攝與物距顯示試驗(yàn)裝置，該裝置包括圖像采集裝置和物距測量顯示裝置。圖像采集裝置由支架、載物板、標(biāo)準(zhǔn)光源等組成，構(gòu)成圖像的采集平臺，物距測量顯示裝置由容柵傳感器（KX/MS-50）及數(shù)碼顯示系統(tǒng)構(gòu)成，用于顯示拍攝物距的大小。拍攝裝置可以同時(shí)采集煙葉的反射和透射圖像，反射圖像和透射圖像的物距大小通過測量系統(tǒng)顯示。該文給出該裝置的主要功能和設(shè)計(jì)方案，并對裝置中的各子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了介紹。
　　關(guān)鍵詞 煙葉；反射圖像；透射圖像；容柵傳感器；物距；試驗(yàn)裝置
　　中圖分類號 Q94-335；TB82 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2014）10-0337-03
　　Abstract The object of this study was to develop an device used in the machine vision system for capturing tobacco image in real time of reflection and transmission images and displaying the size of the object distance. The apparatus included image acquisition device and display object distance measuring device. The device was mainly composed of the stent，loading plate，the standard light source and measuring devices and other components，forming the image capture platform. Object distance measuring display device consists of capacitive sensors（KX/MS-50） and digital display system，and was used to display the object distance shooting size. Device could simultaneously capture images of reflection and transmission，reflection and transmission images size displayed by the object distance measuring system. This paper presented the main features of the device and design，and design of each subsystem devices and implementation techniques were briefly introduced.
　　Key words tobacco leaf；reflected image；transmission image；capacitive sensors；object distance；testing facility
　　控制煙葉質(zhì)量的重要手段之一是對煙葉進(jìn)行檢驗(yàn)與分級。目前，國內(nèi)外對于煙葉質(zhì)量的檢驗(yàn)與分級均采用人工方式，難以適應(yīng)煙葉質(zhì)量檢測與分級標(biāo)準(zhǔn)不斷細(xì)化和規(guī)范化的客觀要求。因此，迫切需要研究如何應(yīng)用人工智能等高科技成果，輔助或替代分級人員進(jìn)行煙葉的自動分級。
　　近年來，國內(nèi)很多學(xué)者進(jìn)行了烤煙煙葉自動分級方面的研究，其均對煙葉樣本圖像進(jìn)行處理和特征提取，再用統(tǒng)計(jì)模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識別等方法進(jìn)行分級處理。然而相關(guān)研究均沒有涉及圖像采集的硬件平臺設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)煙葉自動分級的技術(shù)方案，必須首先解決的問題是如何獲得穩(wěn)定的煙葉圖像，保證圖像能夠清晰、準(zhǔn)確和穩(wěn)定地反映視覺信息。
　　韓力群等[1]研發(fā)了一種光機(jī)電一體化的烤煙煙葉圖像采集系統(tǒng)，給出該系統(tǒng)的主要功能和設(shè)計(jì)方案。陸秋琰等[2]研制了一種用于牛肉自動分級機(jī)器視覺系統(tǒng)的圖像采集照明裝置；程文波等研制了一種采用STC89C516和K9F2808UOC來實(shí)現(xiàn)基于機(jī)器視覺的圖像采集系統(tǒng)改進(jìn)存儲算法，可以實(shí)現(xiàn)8 kbit/s的無錯采集速率，成本低廉實(shí)用。曾欣[3]分析了目前常用的各種圖像采集方法的利弊，指出設(shè)計(jì)高速圖像采集系統(tǒng)的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)大容量的高速緩沖區(qū)和獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集總線。利用XPLD芯片實(shí)現(xiàn)定制的DDR控制器，再配合大容量的DDR SDRAM組成的大容量的數(shù)據(jù)緩存。該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了廉價(jià)的高速采集系統(tǒng)，并且成功地應(yīng)用于數(shù)字顯微鏡設(shè)備上。為了實(shí)現(xiàn)煙葉自動分級的技術(shù)方案，該文研發(fā)了一種拍攝反射和透射圖像并實(shí)時(shí)顯示物距的圖像拍攝裝置，為實(shí)現(xiàn)烤煙煙葉智能分級提供技術(shù)基礎(chǔ)。
　　1 圖像采集裝置的功能設(shè)計(jì)
　　為保證圖像清晰準(zhǔn)確地反映視覺信息，必須首先解決的問題是如何獲得穩(wěn)定的煙葉圖像。因此，煙葉圖像拍攝與物距顯示試驗(yàn)裝置應(yīng)可以采集多種圖像，包括反射和透射圖像；圖像采集過程中還可以通過測量裝置實(shí)時(shí)顯示物距的大小；圖像采集過程應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動化，操作應(yīng)便捷，工作需穩(wěn)定、可靠。
　　裝置的具體操作如下：接通燈源按鈕，將被采集的目標(biāo)放在載物木板凹槽內(nèi)的磨砂玻璃上。采集圖像時(shí)，通過測量裝置顯示物距大小，調(diào)節(jié)到合適的物距后，使用圖像采集裝置通過放置在上支架上的燈架座上的圓孔進(jìn)行拍照，從而獲取被采集的目標(biāo)的圖像。
　　2 圖像采集裝置的詳細(xì)設(shè)計(jì)
　　2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　根據(jù)前述煙葉圖像拍攝與物距顯示試驗(yàn)裝置的功能設(shè)計(jì)和具體操作要求，研發(fā)的裝置采用長、寬、高為1 500 mm×1 000 mm×1 700 mm的框架結(jié)構(gòu)，其中高度可調(diào)節(jié)，可以下降到1 200 mm。該裝置主要由支架、載物板、標(biāo)準(zhǔn)光源等組成，裝置總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

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