烟草是我国重要的经济作物,在国民经济中占有不可或缺的作用。然而我国烟草产品国际竞争力不足,目前烟草烤房系统存在烘烤质量不理想,自动化水平低,耗费大量的人力物力,对烤烟人员专业要求高等问题。因此,急切需要找到一种烘烤方法,以解决该问题,提高烟草烘烤质量,解放劳动力。本研究主要以陕西汉中云烟99为研究对象,基于烘烤过程中烟叶外观特征,利用机器视觉技术对烟草图像信息进行采集并进行图像特征参数值的提取,探究烘烤过程中烟叶外观特征与内部品质之间的相关关系,建立基于外观特征与内部品质的预测模型,设计一种基于烘烤过程中烟草外观特征变化情况控制烤房工艺的自动控制装置。本研究主要研究内容和结论如下:(1)基于机器视觉的烟叶图像信息的获取研究,搭建烟叶图像采集系统,并确定烟叶图像采集系统的各部件的型号等,主要包括相机、计算机、光源和暗箱等。获取烘烤过程中烟叶图像,并对其进行预处理,灰度化处理,傅里叶变化,均值滤波和边缘检测等,分别在RGB、Lab、HSI三个颜色空间内提取烟叶的颜色特征参数值,绘制颜色参数值随烘烤时间的变化曲线,寻找共同点,判断转火点处颜色特征值,绘制基于烟叶外观特征控制的一条专家烘烤工艺曲线,作为控制系统的理论依据。(2)烘烤过程中烟叶内部品质与其外观特征的关系研究,研究表明:烟叶颜色参数变化和色素的降解变化趋势基本一致,主要变化在烘烤“变黄期”,“定色期”和“干筋期”变化较缓慢。烟叶含水量随着烘烤时间的增加不断下降,并且递减的幅度在烘烤的不同时期存在差别。烟叶形态变化随着烘烤时间的增加呈递增趋势,变黄期递增快,“定色期”增加迟缓,至“干筋期”长度收缩率和宽度收缩率基本不变。经相关分析可知,烘烤过程中,烟叶含水量、叶绿素和类胡萝卜素与各颜色参数值、烟叶长度收缩率和宽度收缩率之间的相关性大部分达到了显著或极显著水平。通过对烟叶内部品质与烟叶外部特征的回归性分析,可建立化学成分与颜色参数的线性回归模型,通过获取烟叶颜色特征快速预测叶片内化学成分的含量,进一步优化烘烤工艺曲线,为设计基于图像信息的的烤房控制系统提供理论依据。(3)设计并开发了一种基于图像信息的新型烤房控制装置。该装置的硬件设计主要包括主控制模块、信息采集与处理模块、驱动电路等等的设计,系统软件设计主要包括主程序的设计、串口通信程序的设计、图像及温湿度信息采集及处理程序设计、液晶显示程序设计、按键及报警电路程序设计等。最后对基于图像信息的密集型烤房控制装置进行硬件电路的测试,通过不断修改,该装置基本能够实现基于图像信息的烤房的自动控制的目的,但控制装置整体精度还有待提高,功能还有待完善。