具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

发明人通过研究还发现：由于烟包包装设备能够安装检测器的位置有限，外观检测装置和读码装置容易冲突。

而本公开则将外观检测装置和读码装置功能进行集成，由此本公开可以大幅节约空间，降低投入成本。下面通过具体实施例对本公开进行说明。

图1为本公开烟包外观图像管理系统一些实施例的示意图。如图1所示，本公开烟包外观图像管理系统可以包括烟包外观摄像装置1、图像识别装置2和后台管理服务器3，其中：

烟包外观摄像装置1安装在卷烟包装机烟包输送带上，用于将拍摄的烟包照片传输给图像识别装置2。

在本公开的一些实施例中，烟包外观摄像装置1，用于拍摄所述烟包输送带上的烟包所有6个面的正面无变形照片，并将所述照片发送至图像识别装置2。

图像识别装置2，用于通过图像、文字和二维码识别技术，识别出烟包照片中的图像、文字和二维码信息，与系统数据库中的标准样进行比对，判断烟包的印刷质量和包装质量是否满足要求；图像识别装置2识别到不符合要求的烟包后，向烟包包装设备发送剔除信号，在后续工序将该烟包剔除；对于符合要求的烟包，图像识别装置2将烟包的外观图像、生产时间与二维码信息通过工业以太网传输至后台管理服务器3。

在本公开的一些实施例中，烟包的生产时间可以为图像识别装置2接收到高速相机拍摄的烟包照片的时间。

后台管理服务器3，用于保存烟包的照片和二维码信息，并对所述的二维码进行激活，供应用端扫码使用。所述后台管理服务器根据烟包生产时间调取烟包加工过程信息，与二维码中烟包唯一标识建立关联，为产品质量精确追溯应用提供支持。

在本公开的一些实施例中，所述后台管理服务器还可以用于为其他上层应用提供数据支持，相关应用包括：产品质量精确追溯、产品质量异常原因排查、产品二维码在线激活、产品真伪鉴别、消费者活动等。

在本公开的一些实施例中，二维码又称二维条码是一个近几年来移动设备上流行的一种编码方式，它比传统的Bar Code条形码能存更多的信息，也能表示更多的数据类型。当前烟草行业主要通过在烟包的商标纸上印刷产品二维码，为每包烟包赋予唯一标识，在工业端可以应用于产品生产过程质量追溯，在商业端当顾客购买烟包后，可以通过手机应用扫描二维码，辨别产品真伪、了解产品基本信息和参与活动。

基于本公开上述实施例提供的烟包外观图像管理系统，通过烟包外观摄像装置获取烟包所有表面的正面清晰图像，图像识别装置对烟包外观的包装和印刷质量进行控制，能够满足卷烟产品外观质量控制要求，同时能识别出烟包图像中的二维码信息发送给后台管理服务器。后台管理服务器保存所有烟包的外观图像和二维码信息，并关联烟包的加工过程信息，满足生产过程质量精确追溯的需求的同时，还能为商业端应用，例如产品二维码在线激活、产品真伪鉴别等提供支持。

下面对具体实施例对本公开烟包外观图像管理系统的烟包外观摄像装置、图像识别装置和后台管理服务器的结构和功能进行进一步描述。

图2a为本公开烟包外观摄像装置一些实施例的示意图。如图2a所示，本公开烟包外观摄像装置1可以包括摄像单元112，其中：

所述摄像单元112安装在烟包输送皮带上，所述摄像单元112用于拍摄所述烟包输送带上的烟包所有6个面的正面无变形照片，并将所述照片发送至图像识别装置。

图2b为本公开烟包外观摄像装置另一些实施例的示意图。如图2b所示，本公开烟包外观摄像装置可以包括烟包定位单元111、摄像单元112和控制单元113，其中：

烟包定位单元111和摄像单元112均与控制单元113进行通信连接。

烟包定位单元111和摄像单元112安装在烟包输送皮带上。

烟包定位单元111，用于获取烟包位置信息，将烟包位置信息传送给所述控制单元。

控制单元113，用于在烟包已到达拍摄位置的情况下，发送拍摄信号至摄像单元，指示摄像单元112拍摄所述烟包输送带上的烟包所有6个面的正面无变形照片；并将摄像单元拍摄的照片发送至图像识别装置。

在本公开的一些实施例中，当烟包定位单元111检测到烟包到达拍摄位置时，发送信号至控制单元114，控制单元114向摄像单元112发出摄像指令，摄像单元112摄下烟包顶部、底部、前面、背面、右边侧面和左边侧面的所有6个面的正面图像，其中，烟包前面指的是烟包打开方向，顶部指的是烟包打开后烟支取出的方向。

图3为本公开一些实施例中烟包外观摄像装置在第一烟包输送带的部署示意图。图4为本公开一些实施例中烟包外观摄像装置在第二烟包输送带的部署示意图。

在本公开的一些实施例中，如图3、图4所示，第一烟包输送带可以为烟包纵向输送带，第二烟包输送带可以为烟包横向输送带。

如图3、图4所示，烟包定位单元111包括：第一烟包存在检测器1111、第二烟包存在检测器1112和轴编码器1113；摄像单元112包括：第一相机1121、第二相机1122、第三相机1123、第一反射镜1131、第二反射镜1132、第三反射镜1133；控制单元113可以包括：可编程控制器1141和工控计算机1142。

在本公开的一些实施例中，第一相机1121、第二相机1122、第三相机1123可以实现为高速相机。

图5为本公开一些实施例中第一反射镜、第二反射镜和第一相机在第一烟包输送带的部署示意图。

在本公开的一些实施例中，如图3和图5所示，第一反射镜1131与第二反射镜1132分别安装于烟包纵向输送带两侧相对位置，第一反射镜1131与第二反射镜1132的底部与烟包纵向输送带所处平面重合，镜面与烟包纵向输送带所处平面的夹角为45度，用于将烟包前面与背面图像完整无变形地反射至烟包纵向输送带正上方。

在本公开的一些实施例中，第一相机1121，用于拍摄烟包的第二表面、第三表面和第四表面，其中，烟包的第一表面与第一烟包输送带贴合进行传输，第二表面为第一表面的相对侧，第三表面为相对第一烟包输送带传输方向的左侧面，第四表面为相对第一烟包输送带传输方向的右侧面。

在本公开的一些实施例中，如图3和图5所示，第一表面可以为烟包的右边侧面，第二表面可以为烟包左边侧面，第三表面可以为烟包前面，第四表面可以为烟包背面。

在本公开的另一些实施例中，与第一烟包输送带贴合的第一表面也可以为烟包左边侧面、烟包前面或烟包背面，由此第二表面、第三表面和第四表面也会相应发生变化。

在本公开的一些实施例中，第一相机镜头到烟包第二表面的距离应大于两倍的烟包第二表面到第一反射镜对烟包第三表面成像位置的距离。

在本公开的一些实施例中，第一相机镜头到烟包第二表面的距离应大于两倍的烟包第二表面到第二反射镜对烟包背面成像位置的距离。

在本公开的一些实施例中，如图3和图5所示，第一相机1121安装于烟包纵向输送带正上方，镜头角度与烟包纵向输送带垂直，镜头到烟包左边侧面的距离应大于两倍的烟包左边侧面到第一反射镜1131对烟包背面成像位置的距离，可同时拍摄烟包的左边侧面实物图像与前面和背面的镜像的正面无变形图像。

发明人研究发现：相机拍摄条码照片时，镜头所对方向与被拍摄面的夹角α理想状态是90度(即相机正对拍摄面)，但只要α角小于70度，拍摄出的条码照片就无法识别(因为拍摄角度不是正对会使拍摄的条码变型，导致无法识别，70度的拍摄角正是一个临界点)

由此，根据以上的情况，本公开对第一反射镜1131与第二反射镜1132就有以下要求：

1)镜面与烟包输送带的夹角可以是45度，如图3和图5所示，由此，这样反射到正上方的烟包正面图像与高速相机的镜头夹角α就是90度。

2)镜面底部需要低于烟包输送带，且镜子的顶部必须高于烟包左侧面，否则无法获得完整的烟包图像。

3)高速相机的镜头可采用是广角镜头，因为烟包正面镜像与烟包左侧面图像有高度差，普通相机如果对焦在烟包左侧面，那么烟包正面的镜像就会模糊，而广角镜头景深较大，可以确保烟包左侧面图像和烟包正面镜像照片的清晰度。

图6为本公开一些实施例中第三反射镜和第二相机在第二烟包输送带的部署示意图。

如图3和图6所示，第三反射镜1133与第二反射镜1132安装在同一侧，底部与烟包纵向输送带所处平面重合，镜面与烟包纵向输送带相垂直，与烟包运动方向的夹角可在70-80度范围内调整，用于将烟包底部图像完整无变形地反射至顶部方向。

在本公开的一些实施例中，第二相机1133，可以用于拍摄烟包的第五表面和第六表面，其中，第五表面为相对第一烟包输送带传输方向的前侧面，第六表面为相对第一烟包输送带传输方向的后侧面。

在本公开的一些实施例中，如图3和图6所示，第五表面可以为烟包顶部、第六表面可以为烟包底部。

在本公开的一些实施例中，第二相机镜头到烟包第五表面的距离应大于两倍的烟包第五表面到第三反射镜对烟包第六表面位置的距离。

在本公开的一些实施例中，如图3和图6所示，第二相机1122的安装位置与第三反射镜1133在烟包纵向输送带的同一侧，镜头正对烟包顶部，镜头到烟包顶部的距离应大于两倍的烟包顶部到第三反射镜1133对烟包底部成像位置的距离，可同时拍摄烟包的顶部实物图像与底部镜面图像。

在本公开的一些实施例中，如图3和图6所示，对于第三反射镜1133而言，因为相机1122无法正对烟包顶部，烟包顶部所朝方向就是烟包运动方向，因此相机安装位置必须紧靠输送带，且相机拍摄时镜头离烟包必须大于一个特定的距离，否则拍摄角α太小，图像变型会比较严重影响识别。而第三反射镜1133要反射烟包底部图像也必须紧靠输送带，同时与烟包底部保持一定距离。这时镜面与烟包输送的方向夹角就取决于镜面与烟包的距离。

在本公开的一些实施例中，如图6所示，图中α1、α2是烟包顶部拍摄角，α2大于70度能够满足条码识别要求，α1小于70度无法满足。α3是烟包底部镜像的拍摄角，也要求大于70度。

在本公开的一些实施例中，由于烟包某边实像与其它边的镜面成像不在同一平面上，第一相机1121、第二相机1122应选用广角镜头，利用广角镜头景深较大的特点，能够同时拍摄烟包实像与不同平面镜面成像的清晰图像。

在本公开的一些实施例中，如图4所示，第三相机1123安装于烟包横向输送带上方，用于拍摄烟包右边侧面图像，第三相机1123镜头所朝方向与烟包右边侧面所处平面夹角应在70到80度之间，避免拍摄图像压缩变形，影响二维码的识别；由于只拍摄烟包一个面图像，因此第三相机1123无需使用广角镜头。本公开对于烟包与传输带紧贴面的检测是在烟包翻转后的通道上再装一个高速相机，即，第三相机1123来实现的。

在本公开的一些实施例中，如图3和图4所示，第一烟包存在检测器1111选用反射式光电检测器，安装位置在烟包纵向输送带侧边，安装方向与烟包正面垂直，用于检测是否有烟包通过以及烟包是否堵塞；轴编码器1112安装于烟包纵向输送带的传动轴上，获取烟包纵向输送带的运行速度；第二烟包存在检测器1112选用反射式光电检测器，安装于烟包横向输送带上方，安装方向与烟包横向输送带垂直，用于检测烟包是否到达拍摄位置。

在本公开的一些实施例中，如图3所示，可编程控制器1141的信号输入端与第一烟包存在检测器1111、第二烟包存在检测器1112和轴编码器1112的信号线连接；根据选择的可编程控制器的品牌与型号，通过RS232串口或者MPI接口或者以太网接口与工控计算机1142连接；第一相机1111、第二相机1112和第三相机1113与工控计算机1142可以通过USB3.2规范接口连接。

在本公开的一些实施例中，烟包外观摄像装置1的控制逻辑可以为：当烟包存在检测器1111检测到有烟包通过时，通过轴编码器1112获得的烟包速度计算出烟包的实时位置，当烟包到达第一相机1111或者第二相机1112的拍摄位置时，可编程控制器1141向工控计算机1142发出信号，工控计算机1142控制第一相机1111或者第二相机1112对烟包图像进行拍摄，并保存第一相机1111或者第二相机1112回传回来的图像；当烟包存在检测器1112检测到烟包时，可编程控制器直接向工控计算机1142发出信号，工控计算机控制第三相机1113拍摄烟包图像并保存。

在本公开的一些实施例中，烟包存在检测器用于判断是否有烟包通过，然后通过轴编码器判断烟包需要多久到达拍摄位置，从而决定高速相机的拍摄时机，因此烟包存在检测器只需要安装在高速相机之前即可。

本公开实施例的烟包外观图像管理系统，可以通过反射镜将烟包其他面的图像反射至同一方向，然后通过带有广角镜头的相机可同时拍摄在不同平面的烟包某一面和镜像反射的其他面的清晰图像，相机的拍摄角度与烟包平面基本垂直，获得的图像不会变形，可满足文字和二维码识别的要求，而且使用三个相机即可获取烟包全部6个面的图像，大幅节约成本的同时，还能减少占用空间。

在本公开的一些实施例中，图1实施例的图像识别装置2的软件安装在工控计算机1142上，读取第一相机1111、第二相机1112和第三相机1113拍摄的照片，通过图像与文字识别技术获取照片中烟包各面图像和文字，将烟包各面图像和文字与数据库中的标准样进行对比，判断烟包外观质量；通过二维码识别技术读取烟包图像中的二维码信息，可判断二维码印刷质量好坏以及二维码的有效性。

在本公开的一些实施例中，图1实施例的图像识别装置2可以与烟包包装设备的控制器进行通讯，根据烟包包装设备品牌和型号的不同，工控计算机1142使用RS232或者以太网与烟包包装设备进行连接，通讯协议有PROFibuss或者GDLAN等。当图像识别装置2识别出烟包外观的图像、文字、二维码存在缺陷时，图像识别装置2通知烟包包装设备在后续工序将该烟包剔除。对于无缺陷的烟包，图像识别装置2将该烟包的图像、二维码信息和通过工业以太网发送至后台管理服务器3。

在本公开的一些实施例中，图1实施例的后台管理服务器3可搭建在上位系统如ERP服务器上，保存所有烟包图像、生产时间和二维码信息，并根据烟包的生产时间通过以太网获取数采系统上的加工过程信息，与烟包二维码中的烟包唯一标识建立关联。

本公开实施例的烟包外观图像管理系统，可以通过反射镜将烟包其他面的图像反射至同一方向，然后通过带有广角镜头的相机可同时拍摄在不同平面的烟包某一面和镜像反射的其他面的清晰图像，相机的拍摄角度与烟包平面基本垂直，获得的图像不会变形，可满足文字和二维码识别的要求，而且使用三个相机即可获取烟包全部6个面的图像，大幅节约成本的同时，还能减少占用空间。

基于本公开上述实施例提供的烟包外观图像管理系统，可以通过集成图像、文字和二维码识别功能，能够同时满足烟包外观质量检测和二维码识别需求，通过后台管理服务器保存烟包图像和二维码信息，并将加工过程信息与二维码中的烟包唯一标识进行关联，能够为烟草行业的工业端和商业端的各种应用提供数据支持，包括产品质量精确追溯、产品质量异常原因排查、产品二维码在线激活、产品真伪鉴别、消费者活动等。

相关技术的动态扫码是用读码器，而读码器因为处理芯片能力较差，且是在烟包运动过程中识别，因此容易出现成功率低的问题。而本公开系统是用高速相机拍摄烟包的静态照片并传给图像识别装置，图像识别装置读码时，识别的是静态的烟包照片，因此本公开识别成功率高。

图7为本公开烟包外观图像管理方法一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本公开烟包外观图像管理系统或本公开烟包外观摄像装置执行。该方法包括步骤71-步骤72中的至少一项，其中：

步骤71，烟包外观摄像装置拍摄所述烟包输送带上的烟包所有6个面的正面无变形照片，其中，烟包外观摄像装置为如上述任一实施例所述的烟包外观摄像装置。

在本公开的一些实施例中，步骤71可以包括步骤7110步骤713中的至少一项，其中：

步骤711，设置在第一烟包输送带上的烟包外观摄像装置的第一反射镜与第二反射镜，分别将烟包的第三表面图像和第四表面图像反射至烟包第二表面方向，烟包外观摄像装置的第一相机同时拍摄烟包第二表面实物图像和第三表面图像和第四表面图像的正面图像。

步骤712，设置在第一烟包输送带上的烟包外观摄像装置的第三反射镜将烟包第六表面图像反射至烟包第五表面方向，烟包外观摄像装置的第二相机同时拍摄烟包第五表面实物图像和第六表面镜面图像的正面图像。

步骤713，设置在第二烟包横向输送带上的烟包外观摄像装置的第三相机，拍摄烟包的第一表面的正面图像。

步骤72，烟包外观摄像装置将所述照片发送至图像识别装置。

图8为本公开烟包外观图像管理方法另一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本公开烟包外观图像管理系统或本公开烟包外观摄像装置执行。该方法包括步骤81-步骤87中的至少一项，其中：

步骤81，烟包外观摄像装置拍摄所述烟包输送带上的烟包所有6个面的正面无变形照片，其中，烟包外观摄像装置为如上述任一实施例所述的烟包外观摄像装置。

步骤82，烟包外观摄像装置将所述照片通过USB3.2接口等方式发送至图像识别装置。

步骤83，图像识别装置识别出烟包外观摄像装置拍摄照片中的烟包图像、文字和二维码，与数据库中的标准样进行匹配，判断烟包外观的印刷和包装质量是否存在缺陷。

步骤84，在图像识别装置识别到烟包外观存在缺陷的情况下，向烟包包装设备的控制器发出剔除指令，指示烟包包装设备在下一道工序将烟包剔除。

步骤85，图像识别装置将无缺陷烟包的图像、生产时间和二维码信息发送至后台管理服务器。

在本公开的一些实施例中，步骤85可以包括：通过工业以太网将外观质量合格烟包的图像、生产时间和二维码信息发送至后台管理服务器。

步骤86，后台管理服务器保存烟包的照片和二维码信息，并对所述的二维码进行激活，供应用端扫码使用。

步骤87，后台管理服务器根据烟包生产时间调取烟包加工过程信息，与二维码中烟包唯一标识建立关联，为上层应用提供支持。

在本公开的一些实施例中，步骤87可以包括：后台管理服务器保存烟包的图像和二维码，根据烟包生产时间从生产数采服务器获取该烟包的加工过程信息，并将该烟包的加工过程信息和图像与二维码建立关联，为烟草行业的工业端和商业端的各种应用提供数据支持，其中，相关应用可以包括产品质量精确追溯、产品质量异常原因排查、产品二维码在线激活、产品真伪鉴别、消费者活动等。

本公开上述实施例中的烟包外观图像管理方法，通过镜面反射和广角镜头景深较大的原理，使用3个摄像头可同时拍摄烟包6个面的正面清晰图像，通过集成图像、文字和二维码识别功能，能够同时满足烟包外观质量检测和二维码识别需求，通过后台管理服务器保存烟包图像和二维码信息，并将加工过程信息与二维码中的烟包唯一标识进行关联，能够为烟草行业的工业端和商业端的各种应用提供数据支持，包括产品质量精确追溯、产品质量异常原因排查、产品二维码在线激活、产品真伪鉴别、消费者活动等。

根据本公开的另一方面，提供一种非瞬时性计算机可读存储介质，其中，所述非瞬时性计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的烟包外观图像管理方法。

本公开上述实施例可以通过烟包外观摄像装置拍摄烟包各面图像，通过图像和文字识别技术检测烟包外观质量，并运用二维码识别技术识别图像中的二维码信息，通过后台管理服务器对识别出的二维码进行激活并绑定产品加工过程信息，可以满足烟草行业在卷烟产品生产端的烟包外观质量控制，生产追溯、异常原因排查以及销售端的产品真伪鉴别、与顾客互动等需求，有效提升异常产品追溯效率，降低追溯成本并提升顾客对卷烟产品的满意度。

本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在上面所描述的控制单元、图像识别装置和后台管理服务器可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指示相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种非瞬时性计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。