作為一種新型煙草產(chǎn)品，加熱不燃燒通過將固體介質(zhì)加熱，使之揮發(fā)煙香，煙氣在加熱過程中的釋放特性是當前新型煙草產(chǎn)業(yè)中研究的熱點之一。在加熱全過程中，加熱器內(nèi)部的煙彈介質(zhì)會因溫度變化膨脹或收縮，導致介質(zhì)外緣與加熱器內(nèi)壁的間隙大小改變，從而改變傳熱過程，對煙氣的釋放特性造成影響。但考慮到加熱不燃燒卷煙體積小，加熱過程整體溫度高且有煙霧包裹，很難直接對介質(zhì)尺寸進行測量，因此為了解煙彈固體介質(zhì)的變形情況，需開發(fā)一套能夠自動識別煙彈介質(zhì)在加熱過程中的變形情況的算法。

本項目旨在提供一套基于Python的OpenCV環(huán)境的熱變形率自動檢測系統(tǒng)，用于檢測加熱不燃燒煙卷介質(zhì)在加熱過程中外緣與加熱器內(nèi)壁的間距變化情況及其本身的變形率。需輸入介質(zhì)加熱變化視頻，輸出其變形率和間隙等數(shù)據(jù)隨時間變化的曲線。生產(chǎn)方需求包括：能精準識別并去除煙霧、降低對拍攝設備的要求、提高對介質(zhì)變形情況的識別精度等。

1、在視頻預處理和關鍵幀提取方面：使用混合高斯模型進行背景建模，提出了基于特征提取的煙霧檢測算法，并基于此設計了使用時間窗口滑動的關鍵幀提取算法和圖像融合的補幀算法，得到了可靠、不冗余的關鍵幀集合。

2、在預處理和邊緣識別方面：提出了交互式蒙版分割算法，并設計了基于位置K-Means與色相的區(qū)域提取算法和基于雙邊濾波的Canny邊緣提取算法，用以提取可靠的二值化邊緣。

3、在煙彈熱變形量計算方面：進行了成像系統(tǒng)標定與深藍色釉層位置計算，針對煙彈圖像，設計了邊緣點集提取算法，此外利用三次B樣條曲線對煙彈邊緣進行參數(shù)化擬合，提出基于格林公式的面積計算方法和離散法向距離算法，定量表征熱變形量。