利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)定量描述茶葉色澤

趙炬紅

（保定幼兒師范高等專(zhuān)科學(xué)校，河北定興072650）

利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)定量描述茶葉色澤

趙炬紅

（保定幼兒師范高等專(zhuān)科學(xué)校，河北定興072650）

茶葉色澤是影響其產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵因素。也是直接關(guān)系到產(chǎn)品的品質(zhì)和價(jià)格。因此如何才能科學(xué)地鑒定和認(rèn)知茶葉的具體色澤，在實(shí)際上是極為必要的。本文擬從使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)定量描述茶葉色澤的背景及必要性分析入手，結(jié)合當(dāng)前計(jì)算機(jī)視覺(jué)定量描述茶葉色澤過(guò)程中的具體實(shí)施方法和思路，通過(guò)融入利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)定量描述茶葉色澤的具體方法，從而探究其實(shí)施價(jià)值作用。

計(jì)算機(jī)技術(shù)；視覺(jué)定量；茶葉色澤；科學(xué)規(guī)范

在信息化技術(shù)日益成熟的今天，茶葉色澤狀況在具體的統(tǒng)計(jì)分析與認(rèn)知工作開(kāi)展過(guò)程中，無(wú)論是其便捷性，還是其技術(shù)應(yīng)用都更加成熟。如何才能發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)在茶葉色澤鑒別工作開(kāi)展過(guò)程中的價(jià)值作用，就極其值得探究。隨著當(dāng)前茶葉生產(chǎn)活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程中，其科學(xué)屬性進(jìn)一步豐富，特別是科學(xué)元素和內(nèi)涵系統(tǒng)化融入其中，因此利用計(jì)算機(jī)，視覺(jué)定量描述茶葉色澤既是計(jì)算機(jī)成熟應(yīng)用的要求，同時(shí)也是當(dāng)前茶葉產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的必然要求。

1 使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)定量描述茶葉色澤的背景及必要性分析

在人工檢測(cè)茶葉色澤過(guò)程中，會(huì)受人生理和心理因素的客觀影響，因此在這一過(guò)程中所得出的茶葉色澤評(píng)判結(jié)果，實(shí)際上并不穩(wěn)定。而使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行色譯的鑒定，則完全突破了人類(lèi)生理和心理因素的局限性，只要茶葉的外觀表現(xiàn)、質(zhì)量等要素相差不大，那么其檢測(cè)結(jié)果實(shí)際上就只有較小誤差，因此使用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行茶葉色澤的評(píng)價(jià)，則更為客觀，結(jié)果也更為穩(wěn)定。當(dāng)然在使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行茶葉產(chǎn)品色澤鑒定過(guò)程中，需要將統(tǒng)一的茶葉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)形成各項(xiàng)具體評(píng)判指標(biāo)，融入到茶葉產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)判過(guò)程中。通過(guò)轉(zhuǎn)化為具體的數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)茶葉色澤質(zhì)量鑒定的客觀化與精準(zhǔn)化。

此外，還可以將茶葉標(biāo)準(zhǔn)的茶葉樣品，以圖像的方式存入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，通過(guò)有效存儲(chǔ)，從而確保茶葉產(chǎn)品色澤質(zhì)量等評(píng)價(jià)過(guò)程中保持長(zhǎng)期一致性，當(dāng)然，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)也是茶葉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)鑒定的基本要求。在使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行茶葉色澤的鑒定過(guò)程中還有一定的優(yōu)勢(shì)，比如計(jì)算機(jī)的視覺(jué)感知精準(zhǔn)度明顯優(yōu)于人類(lèi)的肉眼鑒定，同時(shí)其在感知顏色的變化狀況中，有較高的靈敏度。因此使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行色澤鑒定工作，正是茶葉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)過(guò)程中的必然要求和發(fā)展趨勢(shì)。也是茶葉產(chǎn)品品質(zhì)化和茶葉產(chǎn)業(yè)精品化發(fā)展的客觀需要。

我國(guó)關(guān)于茶葉產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)價(jià)，實(shí)際上有一套完整的系統(tǒng)，該系統(tǒng)中主要從茶葉的顏色、茶葉的嫩度以及茶葉產(chǎn)品的干凈度等等各個(gè)方面，進(jìn)行系統(tǒng)化程序的評(píng)價(jià)。當(dāng)然目前在茶葉質(zhì)量評(píng)定過(guò)程中，其更多使用的是人工評(píng)定方法，從人工評(píng)定的方法實(shí)驗(yàn)效果看，決定茶葉產(chǎn)品質(zhì)量的指標(biāo)，直接決定茶葉產(chǎn)品的質(zhì)量狀況，而這一標(biāo)準(zhǔn)更多是與人的視覺(jué)要素等息息相關(guān)的。比如茶葉的干凈程度、茶葉的色澤狀況等等，都是通過(guò)進(jìn)行肉眼觀察，所形成的。但是在鑒定茶葉產(chǎn)品的具體質(zhì)量過(guò)程中存在很大偶然性。這與茶葉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過(guò)程相違背。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展不斷成熟，尤其是計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的成熟應(yīng)用，如果能夠?qū)⑦@一技術(shù)與茶葉質(zhì)量評(píng)定相結(jié)合，通過(guò)定量描述就極具現(xiàn)實(shí)意義。結(jié)合世界上其他國(guó)家使用該技術(shù)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，將視覺(jué)技術(shù)與茶葉產(chǎn)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)活動(dòng)相結(jié)合，必然能夠?qū)崿F(xiàn)理想的應(yīng)用效果，從而有效克服人工評(píng)定工作在茶葉品質(zhì)鑒定過(guò)程中，對(duì)顏色辨別等一系列活動(dòng)的不確定性，當(dāng)然之所以能夠利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，來(lái)對(duì)茶葉的色澤狀況進(jìn)行評(píng)定，這主要是因?yàn)椴枞~的色澤也通常表現(xiàn)在茶葉的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程中。其每一層都有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)判依據(jù)，但是每一個(gè)不同人對(duì)這一茶葉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的理解是完全不一樣的，因此只有融入計(jì)算機(jī)技術(shù)才能使得對(duì)茶葉色澤進(jìn)行有效辨別，也使得整個(gè)辨別過(guò)程更為穩(wěn)定、更為可觀。

2 當(dāng)前計(jì)算機(jī)視覺(jué)定量描述茶葉色澤過(guò)程中的具體實(shí)施方法

通過(guò)將采集到的新茶進(jìn)行攤放，并使其曬干，在經(jīng)過(guò)一定處理之后，就完成了具體的茶葉生產(chǎn)過(guò)程。想要將計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用到定量描述茶葉色澤過(guò)程中，就需要從具體的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)視角出發(fā)，通過(guò)有效融入，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)茶葉色澤內(nèi)涵的準(zhǔn)確鑒定。

判別茶葉色澤的基礎(chǔ)是茶葉的顏色。因此如何準(zhǔn)確構(gòu)建茶葉顏色評(píng)判體系就極為必要。首先在茶葉顏色的選用及改進(jìn)上，顏色主要有三種特性，其一是色調(diào)，此外是透明度，第三則是飽和度。人們?cè)诳陀^上評(píng)判和分辨不同顏色的時(shí)候，更多是通過(guò)這三種特性來(lái)具體分辨的。具體而言：首先色調(diào)決定了用來(lái)表述顏色的具體特征，而透明度則主要指的是人們對(duì)色彩明暗度的客觀感覺(jué)，飽和度主要是色彩的純度，因此在使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行茶葉色澤評(píng)判過(guò)程中，需要從基于這三種特征的具體客觀數(shù)值來(lái)構(gòu)建相關(guān)評(píng)價(jià)模型。

為了使得這個(gè)顏色的三種特性，能夠得到定量化描述，因此在研究時(shí)特選用了HIS顏色模型，這與理想中的顏色模型基本是相一致的，通過(guò)將具體的測(cè)量值與顏色的總精度進(jìn)行對(duì)比，可以看到，使用HIS顏色系統(tǒng)能夠描述顏色的理想數(shù)值。當(dāng)然，在使用過(guò)程中也存在一定的缺陷和不足。首先，在有色區(qū)域內(nèi)，其無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)全透明度的顯示，比如，當(dāng)顏色為純綠色時(shí)，其得到的透明度數(shù)值最大值只有0.32。這與理想的數(shù)值模型之間存在較大差距。此外，在飽和度描述過(guò)程中效果比較差，通過(guò)具體實(shí)驗(yàn)就可以看到其色調(diào)方向飽和度的變化狀況中，有一定認(rèn)知缺陷，這與人們的心理視覺(jué)認(rèn)知存在較大差距。因此在認(rèn)知這一技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，需要對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，使得在飽和度和透明度的檢驗(yàn)方面，可能符合人們的視覺(jué)心理，經(jīng)過(guò)改進(jìn)可以看到，其不僅能夠較好地反映人們的視覺(jué)特點(diǎn)，同時(shí)在顏色空間分配上也更為合理。

對(duì)茶葉色澤的具體狀況進(jìn)行有效認(rèn)知，必須選擇具有特征的參數(shù)進(jìn)行提取。色澤度實(shí)際上是一個(gè)系統(tǒng)化的概念，其主要包括茶葉產(chǎn)品的基本色調(diào)，光澤度以及飽和度等多樣性特征，因此在應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，得到茶葉顏色的概率分布，而這一概率分布主要是三維分布形式，從而比較確切的描述茶葉的色彩度。而顏色在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，也能得到顏色的標(biāo)準(zhǔn)差，這反映的是茶葉色澤的均勻性。此外，還要結(jié)合茶葉顏色的定量分析，根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)可以看到，茶葉色澤度與儲(chǔ)存時(shí)間有著一定關(guān)系，而透明度數(shù)值隨著儲(chǔ)存時(shí)間增加呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，當(dāng)茶葉存儲(chǔ)的時(shí)間越長(zhǎng)，其顏色越暗。在進(jìn)行茶葉色澤評(píng)判過(guò)程中需要將各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合考慮，確定具體數(shù)值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)茶葉色澤的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。

3 利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)定量描述茶葉色澤方法的價(jià)值作用

隨著人們對(duì)生活品質(zhì)的要求不斷提升，如今人們對(duì)茶葉產(chǎn)品的品質(zhì)要求也在進(jìn)一步提升，相對(duì)于傳統(tǒng)的茶葉生產(chǎn)活動(dòng)來(lái)說(shuō)，當(dāng)前在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，不僅要注重茶葉產(chǎn)品的品質(zhì)化，同時(shí)還要注重科學(xué)元素的實(shí)質(zhì)化融入。特別是在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)應(yīng)用程度不斷提升，如今計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步廣泛，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)茶葉生產(chǎn)過(guò)程的有效評(píng)價(jià)和鑒定。

利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)來(lái)對(duì)茶葉色澤進(jìn)行定量描述的方法，實(shí)際上是茶葉產(chǎn)業(yè)當(dāng)前發(fā)展過(guò)程中的必然要求，隨著當(dāng)前人們對(duì)茶葉的要求日益提升，如今人們?cè)谶x擇茶葉產(chǎn)品過(guò)程中，茶葉的品質(zhì)是決定茶葉價(jià)格和市場(chǎng)認(rèn)知的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。相對(duì)于傳統(tǒng)的人工定量描述茶葉色澤的方法來(lái)看，使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)不僅使其鑒定效率大大提升，同時(shí)其具體的鑒定結(jié)果也更為科學(xué)和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于茶葉企業(yè)來(lái)說(shuō)，如果能夠利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)定量技術(shù)來(lái)對(duì)自身生產(chǎn)的茶葉產(chǎn)品色澤進(jìn)行有效鑒定，那么其必然為整個(gè)茶葉產(chǎn)品的科學(xué)化和標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展奠定基礎(chǔ)，同時(shí)將這一方法融入到自身的茶葉生產(chǎn)過(guò)程中，實(shí)際上也是茶葉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的重要基礎(chǔ)和前提。

當(dāng)然，使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)來(lái)對(duì)茶葉色澤進(jìn)行定量描述，也是計(jì)算機(jī)技術(shù)成熟應(yīng)用的客觀要求，隨著當(dāng)前信息時(shí)代的發(fā)展不斷成熟，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)就成為每一個(gè)行業(yè)綜合發(fā)展的必然要求。使用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)描述茶葉色澤的方法，不僅是茶葉產(chǎn)品鑒定的客觀化和標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的主要要求，同時(shí)也是符合其時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)的重要產(chǎn)業(yè)，當(dāng)然，在具體利用這一技術(shù)過(guò)程中，不僅對(duì)茶葉產(chǎn)品的最終結(jié)果進(jìn)行鑒定，同時(shí)還要將該技術(shù)應(yīng)與整個(gè)茶葉生產(chǎn)過(guò)程相結(jié)合，通過(guò)系統(tǒng)化融入和全面結(jié)合，從而達(dá)到提升茶葉產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

做好茶葉色澤鑒定工作，其關(guān)鍵作用在于能夠及時(shí)有效保障茶葉產(chǎn)品得到準(zhǔn)確有效的評(píng)判，而從世界上其他茶葉生產(chǎn)大國(guó)來(lái)看，其已經(jīng)使用了這一科學(xué)方法來(lái)進(jìn)行具體的茶葉色澤鑒定，當(dāng)然該方法也已經(jīng)發(fā)展成為當(dāng)前整個(gè)世界茶葉生產(chǎn)的重要標(biāo)準(zhǔn)。因此應(yīng)用這一方法，并將該方法系統(tǒng)化融入到整個(gè)茶葉色澤鑒定活動(dòng)中，也是整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程的客觀要求。只有有效開(kāi)展茶葉色澤鑒定工作，才能確保茶葉產(chǎn)品得到客觀公正的評(píng)價(jià)，進(jìn)而獲取最佳市場(chǎng)價(jià)值。隨著當(dāng)前人們對(duì)茶葉的品質(zhì)要求不斷提升，如今在開(kāi)展茶葉色澤鑒定工作時(shí)，必須精細(xì)化開(kāi)展，從而在確保茶葉產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)茶葉產(chǎn)品從原材料到具體產(chǎn)品的有效轉(zhuǎn)化。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，使用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)替代傳統(tǒng)的人工感官評(píng)定，實(shí)際上有著重要的突破與進(jìn)步。首先，使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)所獲得的檢測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確和客觀。計(jì)算機(jī)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)檢測(cè)結(jié)果所得到的數(shù)據(jù)更為標(biāo)準(zhǔn)化，科學(xué)化，從而避免了茶葉產(chǎn)品具體數(shù)值指標(biāo)的模糊性，當(dāng)然使用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)能夠?qū)Σ枞~的色澤測(cè)量檢測(cè)以及整個(gè)茶葉產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著重要影響力。茶葉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)清晰化。有著系統(tǒng)化應(yīng)用和廣闊發(fā)展前景。因此，基于茶葉產(chǎn)品質(zhì)量鑒定，所構(gòu)建相關(guān)附錄檢測(cè)系統(tǒng)，極具現(xiàn)實(shí)意義。

[1]周?chē)?guó)清.計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2013(11):121-125.

[2]徐光祐.計(jì)算機(jī)視覺(jué)在定量描述茶葉色澤變化中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2014(5):161-163.

[3]姜曉峰.利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)定量描述茶葉色澤[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2015(1):163-166.

[4]王文杰.基于高光譜和圖像技術(shù)的龍井茶葉品質(zhì)檢測(cè)方法研究[J].中國(guó)測(cè)試技術(shù),2015(11):42-44.

[5]趙杰文.近紅外光譜分析技術(shù)在茶葉中的應(yīng)用[J].智能系統(tǒng)學(xué)報(bào), 2016(2):124-126.

趙炬紅（1979-），男，河北石家莊人，碩士，講師，研究方向：數(shù)據(jù)處理。