《卷烟包灰性能测试方法》

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ICS

CCSYC

中华人民共和国烟草行业标准

YC/T××—20××

卷烟包灰性能测试方法

Determinationofashcharacterizationofburning

cigarettes

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

202×-××-××发布202×-××-××实施

国家烟草专卖局发布

YC/T××—20××

前言

本文件按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》

的规定起草。

本文件由国家烟草专卖局提出。

本文件由全国烟草标准化技术委员会卷烟分技术委员会（SAC/TC144/SC1）归口。

本文件起草单位：。

本文件主要起草人：。

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YC/T××—20××

卷烟包灰性能测试方法

1范围

本文件规定了使用计算机视觉法测定卷烟包灰的原理、测试系统、调节和测试环境、试验

步骤、结果的计算和表示及试验报告的要求，并描述了包灰颜色、缩灰率、裂口率、炭线宽度、

炭线整齐度的测定方法。

本文件适用于卷烟包灰的测定。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的

引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有

的修改单）适用于本文件。

GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定

GB/T16447烟草及烟草制品调节和测试的大气环境

GB/T16450常规分析用吸烟机定义和标准条件

GB/T19609卷烟用常规分析用吸烟机测定总粒相物和焦油

GB/T27667光学系统像质评价畸变的测定

GB/T41864信息技术计算机视觉术语

CIE159色彩管理系统的颜色知觉模型

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

卷烟包灰ashcharacterization

卷烟燃烧时灰柱的外观形貌。

3.2

数字图像digitalimage

通过感光传感器采集的图像，以矩阵的形式表示。

3.3

灰度grayscale

一种图像亮度表示方式，仅表示图像中每一个像素的亮度信息。

注：灰度通常从最暗（黑色，灰度为0）到最亮（白色，灰度为最大值），通常将灰度划分为256个等级，

其中0代表最暗等级，255代表最亮等级。

[来源：GB/T41864-2022，3.1.6]

3.4

包灰颜色ashcolor

数字图像中卷烟包灰区域所有像素的灰度均值。

3.5

裂口率ashcrackrate

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卷烟包灰区域破裂面积与包灰区域面积之比，以百分比表示。

3.6

缩灰率ashshrinkagerate

卷烟包灰区域的收缩程度，以百分比表示。

3.7

炭线charline

卷烟包灰灰柱底部因卷烟纸炭化形成的黑色线条状区域。

3.8

炭线宽度widthofcharline

炭线区域的宽度均值，单位为毫米（mm）。

3.9

炭线整齐度uniformityofcharline

炭线区域沿卷烟轴向最高点和最低点的距离，单位为毫米（mm）。

3.10

颜色模型colormodel

一种利用基本颜色元素表示颜色的数学模型。

注：常用的颜色模型包括RGB（以红色（Red）、绿色（Green）和蓝色（Blue）为基本颜色分量、HSI

（以色调（Hue）、饱和度（Saturation）和强度(Intensity）为基本颜色分量）、YCbCr（以亮度、蓝色和

红色为基本颜色分量）、CMYK（以青（Cyan）、品红(Magenta）、黄（Yellow）和黑（K）为基本颜色分

量）等。

[来源：GB/T41864-2022，3.1.12]

4原理

通过CCD或CMOS等感光传感器获取卷烟包灰的数字图像，通过图像分割、轮廓检测、

形态学变换、连通域测量等计算机视觉方法，获取卷烟的包灰颜色、裂口率、缩灰率、炭线宽

度、炭线整齐度信息。卷烟包灰示意图见图1。

标引序号说明：

1—裂口；

2—包灰区；

3—炭线。

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图1卷烟包灰示意图

5测试系统

5.1概述

基于计算机视觉的卷烟包灰测试系统应包含但不限于以下部分：抽吸系统、输入系统、处

理系统和输出系统。

5.2抽吸系统

卷烟夹持器的轴线应与水平面垂直，其它性能应满足GB/T16450的要求。

5.3输入系统

5.3.1组成

输入系统主要包括成像系统和图像采集卡两个部分，成像系统用于将被检测对象转换为图

像信号，通常由照明光源、镜头和摄像机等组成；图像采集卡用于将图像信号采集到计算机中。

5.3.2技术要求

5.3.2.1照明光源

光源的波长应覆盖400nm~780nm，色温为5000K~6500K，照明均匀性不小于0.75。

5.3.2.2亮度准确性

输入系统应能够通过标准色卡等标准件进行亮度校准，亮度准确性不大于5%。

5.3.2.3畸变率

图像几何畸变（PHD）值不大于1%。计算方法按照GB/T27667的附录B。

5.3.2.4视场范围

视场范围径向不小于30mm，轴向不小于120mm。

5.3.2.5图像颜色模型

图像颜色模型应符合CIE159要求的RGB模型。

5.3.2.6像素尺寸

图像应满足单个像素尺寸不大于0.005mm。

5.4处理系统

5.4.1基本要求

处理系统采用计算机视觉方法实现图像检测处理，能够实现图像分割、轮廓检测、形态学

变换、连通域测量等操作。

5.4.2技术要求

5.4.2.1图像颜色空间转换

应能实现待测图像在RGB颜色空间和CIELAB颜色空间的互相转换。

5.4.2.2图像分割

应能将图像分隔成包灰区、裂口区、炭线区等。

5.5输出系统

输出系统用于输出处理系统的结果，包括颜色，分割后各区域的面积、尺寸等信息。

6调节和测试环境

调节和测试大气环境应符合GB/T16447的要求。

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7试验步骤

7.1按照仪器设备说明书对测试系统进行调整，以满足操作使用要求。

7.2将试样向下插入卷烟夹持器，使滤嘴端面正好接触捕集器内的有孔垫片。插入时应避免漏

气或使烟支变形。调整试样的位置，使卷烟纸搭口区背面正对成像系统的镜头，确保试样与水

平面垂直。拍摄未点燃的试样图像并保存。

7.3点燃试样，按GB/T19609中7.6.3的抽吸条件进行抽吸，从第二口开始，每次抽吸结束后10s

时，拍摄试样图像，使用图像处理系统提取并计算炭线区的宽度和整齐度。

7.4当燃烧线达到烟支卷烟纸部分长度的约60％时，结束抽吸过程。抽吸过程结束10s时拍摄试

样图像，使用图像处理系统识别并分割提取图像中的炭线，提取炭线以上的包灰区，计算包灰

区面积、裂口区面积，获取炭线列数、炭线最高点和最低点位置。

7.5对照7.2中拍摄的未点燃试样图像，提取炭线以上的烟支区域，计算包灰区燃烧前面积。

7.6应剔除燃烧过程中出现部分或全部区域掉落或有明显缺陷的试样。

7.7每一样品至少测试20支试样。

8结果的计算和表示

8.1要求

计算所有试样测试结果的算术平均值、最大值、最小值、标准偏差和变异系数。按照GB/T

8170的规定修约到1位小数。

8.2包灰颜色

以样品包灰区数字图像的所有像素的灰度平均值表示，结果以灰阶或百分比表示。

a）灰阶表示法

以CIELAB颜色空间的数字图像中卷烟包灰区所有像素L值的平均值从[0%~100%]范围

映射到[0~255]范围内的数值表示；

b）百分比表示法

以CIELAB颜色空间的数字图像中卷烟包灰区所有像素L值的平均值表示，量值范围

[0%~100%]。

8.3裂口率

裂口率按式（1）进行计算：

………（1）

2

式中：=1×100

CR——裂口率，单位为百分比（%）；

S1——包灰区面积，单位为平方毫米（mm2）；

S2——裂口区面积，单位为平方毫米（mm2）。

8.4缩灰率

缩灰率按式（2）进行计算：

……（2）

1

=(1−0)×100

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式中：

SR——缩灰率，单位为百分比（%）；

S0——包灰区燃烧前面积，单位为平方毫米（mm2）；

S1——包灰区面积，单位为平方毫米（mm2）。

8.5炭线宽度

炭线宽度按式（3）进行计算。

（）

………（3）

=-L

式中：=

W——炭线宽度，单位为毫米（mm）；

a——参考图2，x轴方向炭线的起始坐标，单位为毫米（mm）；

b——参考图2，x轴方向炭线的终止坐标，单位为毫米（mm）；

Hx——参考图2，y轴方向横坐标x对应的炭线最高点坐标（x∈[a,b]），单位为毫米（mm）；

Lx——参考图2，y轴方向横坐标x对应的炭线最低点坐标（x∈[a,b]），单位为毫米（mm）；

L——参考图2，碳线区域中心线lc的长度，单位为毫米（mm）。

8.6炭线整齐度

炭线整齐度按式（4）进行计算。