[发明专利]基于分形维数的卷烟灰柱裂纹分布特征的定量表征方法

权利要求书

1.一种基于分形维数的卷烟灰柱裂纹分布特征的定量表征方法，其特征在于，其步骤如下：

步骤一：卷烟样品准备：将待测卷烟置于恒温恒湿箱中平衡48小时，平衡的环境条件是：温度为22±2^oC，相对湿度为60±5%；

步骤二：卷烟燃烧及烟灰柱图像采集：将平衡后的卷烟样品点燃后固定于卷烟燃烧支架上，设置于照明条件良好的包灰性能测试箱内，待卷烟样品在卷烟燃烧支架上燃烧至终止位置后，利用数码相机对烟灰柱拍照；其中，终止位置为距离卷烟样品的接装纸1cm-3cm之间；

步骤三：图像预处理：将数码相机所获得烟灰柱图像导入ImageJ软件中，进行二值化处理、并转换为8bit灰度图像，利用选框选取烟灰柱灰度图像的分析区域作为分析图像，调整阈值，提取分析图像的裂纹特征区域,获取裂纹分布图像；

步骤四：采用盒维数计数法计算裂纹分布图像的分形维数；

步骤五：重复步骤一至四平行测试至少3支卷烟样品，将所有卷烟样品的分形维数的平均值表征卷烟样品灰柱的裂纹特征；

所述步骤四中盒维数计数法的实现步骤为：以若干个边长为r像素的正方形盒子覆盖裂纹分布图像，分别计算覆盖裂纹分布图像，所有目标区域所需的最少盒子数N(r)，以logr为横坐标、log N(r)为纵坐标进行线性回归，得到回归方程：log N(r) = m*log r + n，则系数m的绝对值是裂纹分布图像的分形维数；其中，n为拟合后的常数。

2.根据权利要求1所述的基于分形维数的卷烟灰柱裂纹分布特征的定量表征方法，其特征在于，所述步骤四中盒维数计数法的计算通过将裂纹分布图像导入FractalFox分形计算软件，选择盒维数法求取盒分形维数。

3.根据权利要求1所述的基于分形维数的卷烟灰柱裂纹分布特征的定量表征方法，其特征在于，所述步骤二中卷烟燃烧支架为内径小于卷烟样品直径的硬质中空导管，卷烟样品的未燃烧端插入中空导管中；所述硬质中空导管为玻璃导管或铝制导管。

4.根据权利要求1或2所述的基于分形维数的卷烟灰柱裂纹分布特征的定量表征方法，其特征在于，所述步骤二中卷烟样品的燃烧方式为静燃或模拟抽吸模式。

5.根据权利要求4所述的基于分形维数的卷烟灰柱裂纹分布特征的定量表征方法，其特征在于，所述模拟抽吸模式利用柔性导管将卷烟燃烧支架未插入卷烟样品的端部与外部抽吸装置相连接。

6.根据权利要求1所述的基于分形维数的卷烟灰柱裂纹分布特征的定量表征方法，其特征在于，所述步骤三中烟灰柱灰度图像的分析区域是距离卷烟样品燃烧的端部向下0.5cm。