計算機視覺信息處理方法與茶葉分級檢測技術研究

張曉東（河南機電職業學院，河南新鄭 451191）

計算機視覺信息處理方法與茶葉分級檢測技術研究

張曉東
（河南機電職業學院，河南新鄭 451191）

茶葉的質量檢測是人們關心的問題，如今的檢測方式確實還有很多值得改進的地方，介入了計算機視覺信息的處理方式，相信茶葉的質量會得到進一步把關。現在就計算機視覺而言，建立相關茶葉的計算機視覺系統，探討能夠反映茶葉質量的參數，并在優化處理方式的基礎上研發茶葉品質的分級檢測技術。

計算機視覺；茶葉分級技術；信息處理

就茶葉的分級技術而言，需要同時結合計算機視覺處理的方式來進行研究探討。通過更新的處理方法，將茶葉的檢測方式從以往的單一性，走向更深層次的檢測，使得茶葉質量更有保障。因為茶葉的特性各有不同，就應該尋找更有利于檢測的技術。通過茶葉分級的檢測研究，使得茶葉能夠更有價值。

1　計算機視覺處理方法

通過計算機將人類能夠感受到的客觀世界做出一定的反應，這可以說就是計算機視覺。計算機視覺主要有兩種，一種是仿生視覺，另一種是工程視覺。仿生視覺主要通過模仿人的視覺，去研究其中的機理、功能。工程視覺主要是對人們視覺處理的一個過程，首先獲得信息的來源，之后計算機再進行一定的處理以達到一定的視覺目的。

攝像裝置也就是用來成像的，將這些與計算機連接就構成了一個視覺系統。以計算機視覺處理為一個基礎，去實現茶葉的檢測與分級。對于茶葉的檢測而言，將計算機視覺介入也就是提升其精準性，每一步處理的過程都應該要求精準。

2　計算機視覺茶葉審評研究現狀

七十年代初計算機視覺技術就開始嶄露頭角，之后就快速地被應用在各個領域。有關處理系統也有很多相關的研究，就拿機器視覺系統來說，這是一種利用計算機來對人類視覺進行的一種反映，將測得的對象通過分析變成數字圖像，之后再模擬人類去對圖像進行理解判斷，而后再對圖像進行分級。

計算機輔助品質檢測也是一種不錯的檢測方式，能夠使得產品可以更加標準，這種處理方式非常的精準，它對顏色和外形的要求也很高。茶葉可以通過計算機數字圖像處理系統，將茶葉進行一定的分析。在計算機視覺的角度來說，茶葉中提取出來的特征也有很多，這些都關系到茶葉的狀況。

舉個例子來說，計算機視覺還可以改進相關的模式，可以使它更好地去對顏色進行一個模擬。經過相關的研究可以得到結論，就是今年的新茶和隔年茶葉在顏色上確實存在著一定的差距，新茶的色調顯然是更綠的。而放的時間越久的茶色調就會越深。所以可以看出來，計算機視覺模擬在樣本穩定的基礎上，會與人類視覺有相一致的檢測結果。

2003年就已經有了一種可以通過電腦對人眼觀察的顏色進行一個真實的反映，去識別茶葉的顏色，可以將茶葉的顏色轉換為定量的表達。這是一種能很快測定實物并確定信息的S處理法，確實是一項成熟的技術。

通過計算機將圖像進行一個檢測處理，對茶葉進行更深入的研究。要將茶葉進行更深入的研究，從其顏色、湯色等方面入手。可以發現機器視覺對于現代來說確實擁有一定實用性，如何做到將人眼與機器相結合還需要人們更深入地研究，就比如相同的一種茶，使用了兩種不同的加工方式，一種是機器加工，另一種是人工加工。通過計算機視覺信息的提取和處理，對制作出來的樣品進行檢測，根據相關的指標將有用的信息進行一個提取，分析之后就可以更直觀地對兩者的差異做出描述。可以通過計算機視覺方面的探索將茶葉作一個更合理的檢測和質量上的評估。

現在，通過計算機視覺技術對茶葉進行分級的研究確實是非常少的，所以我們可以通過對茶葉的色澤以及外形的參數判斷，再利用計算機視覺方面的技術對茶葉進行一個等級的評定，也可以替代人工分級，這樣可以使得分級結果更加客觀并且更準確。

3　茶葉分級參數選擇

能夠決定茶葉品質的因素有很多，比如茶葉的形狀或者是顏色，這些經過計算機視覺系統的處理，可以得到比較有效的結果。如今茶葉對于人類的思考，也就是其檢測問題。不會耗費過多的人力對茶葉進行檢查，經過計算機相關的技術就可以將茶葉進行參數的分析，對茶葉也是一種質量上的檢測。

如今需要在研究中對干茶、濕茶還有茶湯進行一個分析，在特征上面的呈現形式也是一種鑒別，茶葉形成的過程中化學成分也是有所影響的，這些都會體現在計算機的分析參數中。因為茶葉等級的影響因素有很多，在這里主要從茶葉的特征著手，通過對干茶還有濕茶的分析，來具體到計算機視覺在茶葉檢測中的重要含義。

首先來說干茶，主要體現干茶品質信息的是其形狀和顏色，在研究中對干茶的特征進行分析。對于干茶而言有很多需要考慮的因素，比如茶葉外形的研究中，需要考慮的方向有很多，比如周長、平均幅寬、最大徑、短徑、面積、最多出現徑、長徑，這些參數都是需要認真分析的要素，在這其中平均幅寬和面積這兩個特征的相關性是最大的，這些參數可以反映出茶葉的品質程度，根據分析可以將茶葉的高低檔分析透徹。所以就可以將上面所說的這些參數作為反映茶葉外形品質的重要決定因素。

就干茶茶葉的顏色來說，一般來說獲取的茶葉樣本形成的圖像都是彩色的，所以需要把原先圖像的顏色進行一個轉換，也急速將RGB顏色轉為HSI顏色，這樣對反映茶葉樣本顏色來說是十分有利的。需要對茶葉顏色特征中的色度、飽和度、明度進行一個研究分析。

再來看看濕茶，將原先的干茶進行泡制之后，這時的茶就是濕茶。可以說這個時候的濕茶茶底是可以反映出茶葉被采摘時的品質的。對于濕茶的研究來說，有關的特征提取主要也是外形和顏色的提取，其需要提取的參數是與干茶一樣的，只是在鑒定的時候有所不同。

另外，茶葉還有一種形式需要研究，那就是茶湯。其實茶湯也就是茶在沖泡之后，將茶底過濾出來之后剩下的湯水。鑒定的時候，取適量的茶湯倒入燒杯中，之后放在載樣臺上，然后經過數碼取像將茶湯圖像獲取。在對茶湯進行鑒定的時候，可以說就是對其顏色的審評，所以說茶湯的主要特性就是其顏色信息。之后采用HSI顏色系統對茶湯特性進行分析，主要將重點放在色度、飽和度、明度這三個參數上。

4　茶葉分級系統結構

針對相關對象將程序設計思想如入進去，將茶葉品質的分級系統進行一個分析，按照軟件系統將整個流程進行一個系統的結構設計，能夠非常好地去分配數據庫。在對軟件進行設計的時候，系統的結構，還有數據和軟件的結構都可以通過Rational Rose這個工具，以類圖的形式呈現出來。Rational Rose可視化建模，主要是依據現實的一種思考方式。對于問題的了解，以及關系到的每一個客戶、專家、分析者的交流，甚至整個數據庫都是有用的。茶葉品質的分級系統可以看為四個模塊，分別是：數據庫讀寫模塊、圖像預處理模塊、茶葉品質鑒定模塊、數據圖表分析模塊。

現在來說，有關茶葉的鑒定一直存在著某些問題，在這里需要根據計算機的視覺研究將問題指向茶葉的鑒定中，使得能夠在茶葉的鑒定中擁有更好的突破或是發展。茶葉的分級系統結構，也是在計算機視覺技術中得到發展，從茶葉的外形、顏色和一些參數對茶葉的質量進行分析鑒定。

從將茶葉的樣本獲取到圖像的形成，之后再是圖像的處理，人們通過對相關參數的研究分析，得到一些結論，就網絡技術對茶葉的分級來說，可以研究出一些結論。

隨著對茶葉鑒定的不斷探索，按照計算機視覺檢測對相關樣本的需求來說，需要考慮將茶葉的獲取方式進行一個更改，因為不能僅憑原本單一的方式對茶葉的顏色和外形進行獲得。研究和探討之后根據計算機視覺系統的優勢，將茶葉的提取問題應用于其中，將茶葉在干茶或是濕茶情況下的具體參數進行一個合理的分析，能夠將茶葉更好的通過計算機視覺信息呈現出獲取的圖像來。這樣要想了解茶葉的各種信息就更加準確了，會擁有一系列更加完善的數據。

通過對茶葉的分析和研究，我們可以得知茶葉的相關特征和品質問題。通過對茶葉的視覺還有感官的結合，可以分析得到一些參數，這些參數可以用來準確的反映茶葉的特征還有相關的品質。針對這些信息，都是通過對茶葉的外形和顏色的提取，對干茶、濕茶或是茶湯進行分析得到的數據參數。為了更好的研究，我們應該將化學特性與其它特性之間進行一個結合，這樣更有利于對茶葉的信息有一個完善的鑒定。對于茶葉品種而言，這些參數是一個非常有利的研究證據。

如今計算機視覺的方法是茶葉分級方法中比較被大家認可的方法，經過實驗分析，這樣的方法得到的效果是非常有效的。因為其鑒定結果是比較穩定的，其中的識別率也是非常高的。

對于整個數據信息的管理來說，使用一種新的系統模塊結構，然后再跟數據庫連接起來，是非常有助于管理的。

5　結論

如今來看茶葉的鑒定檢測問題一直是一個很重要的問題，現在主要就是通過茶葉的外形和顏色進行分析的。從這些參數中看到茶葉的真實品質問題，確實有很多關系到茶葉質量的判定。茶葉的品種要知道是非常多的，并且不同的茶葉都會有其不同的鑒定標準。再加上出產地的不同，這也給對茶葉的鑒定帶來了一定的困難，若是要通過人工去進行一個鑒定分析，那是一件非常難實現的問題。

所以就需要考慮使用計算機視覺的方法對茶葉進行一個質量上的鑒定，從相關的茶葉參數中去了解鑒定該茶葉的標準。將茶葉品質通過計算機視覺來進行分析，我們要對這一系統有信任感，要相信這一系統給人們帶來的有利之處。無論是對茶葉的圖像提取還是參數分析，計算機的視覺信息的處理方式都會給人們一個合理的交代。

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［2］苗雪蘭，劉瑞新著.計算機圖形學理論及應用技術［M］.機械工業出版社.2003.

［3］高文，陳熙霖.計算機視覺［M］.清華大大學出版社.1999.

［4］林剛，嚴俊.茶葉外形數量化研究初報［J］.茶葉科學，1994，14（1）：75-78.

［5］何文斌.試論茶葉品質評定［J］.茶葉，1988（1）：19-21.

2015年河南省教育廳高校重點項目，項目號：15A520065

張曉東（1981-），男，安徽臨泉，研究生，講師，研究方向：無線傳感器網絡，計算機網絡，計算機信息處理。