煙草在加工過程中不可避免地會混入麻繩、木屑、泡沫、紙片、羽毛、塑料、橡膠、金屬、石塊，或産生黴變煙葉和梗簽等多種雜物，這些雜物與煙草有著(zhe)本質上的區别或差異，若不能将其精準去除，将對卷煙制造過程和卷煙産品分别産生極大的安全和質量隐患，並(bìng)嚴重影響卷煙制造商及其品牌口碑。

非煙葉雜物類别：

一類(lèi)雜物：金屬(shǔ)、羽毛、塑料等

二類(lèi)雜物：紙、石頭、麻繩(shéng)、玻璃等

三類(lèi)雜物：非煙葉葉子、種子、竹簽(qiān)、雜草等

煙草行業除雜标準：

一類雜物含量：≤0%

二、三類(lèi)雜(zá)物含量：≤0.00665%

傳統卷煙生産(chǎn)加工線上採(cǎi)用的除雜方式：

主要包括：風力除雜、光電(diàn)除雜、磁力除雜和人工挑選除雜，其中風力除雜、光電(diàn)除雜、磁力除雜均是針對雜物的特定屬性差異進行有針對性的識别並(bìng)剔除，如比重的差異、顔色的差異和磁性的差異，因此一種除雜方式隻能識别和剔除某一類雜物，類别受限，容易存在漏檢。人工除雜可以識别絕大部分非煙物質雜物，但人眼容易疲勞且工作效率較低。

爲解決上述客戶需求及痛點(diǎn)，本案例主要通過光譜成像技術與設備(bèi)來區分煙葉和非煙雜物，利用煙葉和非煙雜物的光譜特征差異，判别出各類非煙雜物，完成煙葉與雜物的分類與剔除。

光譜成像技術煙葉除雜原理 

光譜(pǔ)成像煙(yān)葉除雜可行性驗證：

驗證設備：本案例中應用到的可見光近紅外推掃式高光譜相機由深圳市中達(dá)瑞和科技有限公司自主研發與生産(chǎn)制造，是一款擁有超高光譜分辨率和圖像分辨率的推掃成像高光譜相機，可廣泛應用於(yú)挂載、便攜、室内等應用場(chǎng)景。 該相機基於(yú)推掃式高光譜成像原理，覆蓋短波紅外（900-1700nm）光譜範圍，光譜分辨率可達3nm，具備(bèi)超高成像速度、高靈敏度和優越的信噪比，可按需快速、精準獲取目标物的空間圖像信息和光譜信息，利用目标物不同部位或成分的光譜特征，進行無損、無接觸、快速高效的精準獲取、發現識别、分類篩選和分析應用。 VIX-S270整體結構緊湊、堅固可靠，靈活适用於(yú)各種複雜的應用環境，可廣泛應用於(yú)工業檢測、材料分析等領(lǐng)域，是利用高光譜成像進(jìn)行科學研究和應用探索的理想選擇。

推掃式高光譜相機VIX-S270

驗證方法：将煙葉切碎成煙絲，把雜物（塑料）混合到煙絲中，模拟真實煙葉雜物判别場(chǎng)景，使用短波紅外高光譜相機進行數據採(cǎi)集分析，可看到煙葉和塑料雜質存在明顯差異。

驗證過程：

1、在煙絲裏放入一些塑料雜物

2、對混有塑料雜物的煙絲進行光譜數據採集，採集範圍：920nm～1700nm

3、選取1100nm、1200nm、1400nm三個特征波段光譜數據（圖1）

圖1：三波段光譜圖

煙絲和非煙雜物光譜(pǔ)曲線，兩(liǎng)者存在明顯差異

4、對所選取的三個波段光譜數據進行合成僞彩圖，分析處理後塑料可明顯識别（圖2）

圖2：光譜(pǔ)分析僞彩圖（綠(lǜ)色：塑料）

驗證結論：

用短波紅外高光譜相機替代傳統風選、磁選等方式，利用光譜視覺波段看得寬，物質特征波段抓得準的特性，採(cǎi)集煙葉和非煙雜質的光譜數據，基於(yú)煙葉和雜質兩者物質獨有的光譜特征差異，結合定标模型匹配算法，可實現煙葉和非煙雜物的精準識别。