論計算機圖像處理技術在茶葉中葉綠素含量檢測中的應用

劉君玲

（吉林工程技術師范學院，吉林長春 130052）

1 計算機圖像處理技術概述

計算機圖像處理一般指數字圖像處理技術。簡而言之，就是講數字轉化為圖像，更加直觀的表達數據。計算機圖像處理技術在金融、科研等方面發揮了重要作用。

1.1 圖像處理

圖像處理是計算機圖像轉化的最基本要求，它能夠縱向和橫向地將灰色數值轉化為彩色數據圖。圖像處理技術有三個部分：第一部分為圖像的增強及復原功能。在檢測茶葉葉綠素時，檢測環境無法真空，意味著許多外界的事物，例如灰塵、陽光中的微生物都會對其產生干擾。圖像的增強復原功能便是將數據轉化后，對這些干擾項進行加工刪減，使圖像的質量達到最優，呈現給人們更加清晰準確的最終圖像；第二部分是圖像匹配功能，總而言之，茶葉中葉綠素含量檢測，微生物分子數值龐大冗雜，圖像匹配能夠將轉化后的數據所在分子值直接一一對應，省去了人工操作識別；第三部分則是描述和識別，簡言之就是圖像分析。不像普通葉綠素含量檢測的直接結果，圖像處理技術會根據其含量及科研目的，對此圖像進行第一次客觀分析研究。結合圖像描述識別，結果更加準確且清晰易懂。

1.2 編碼壓縮

科研中茶葉葉綠素含量檢測次數多，數據龐大、難以整理。錄入電腦后人肉眼識別出錯率高。而計算機圖像處理技術下的編碼壓縮技術，能夠解決圖像數據問題。在每次檢測過后，對檢測數據轉化圖像后的圖像信息編碼，編碼后的圖像，信息量被壓縮，但是，圖像質量幾乎不變。因此，編碼壓縮技術可以最大程度地滿足圖像的存儲和傳輸的問題。編碼壓縮雖多為數字編碼，但其效用對從數據轉化后的圖像編碼是一樣的，其對圖像編碼的常用技術是脈碼調制。圖像的編碼壓縮同時也分為靜態圖像和動態圖像，茶葉葉綠素含量檢測圖像編碼壓縮，大多是靜態圖像，只有少數深入研究分解過程問題時，才會呈現動態圖像。

1.3 形態復原

形態復原一般運用在動植物的結構研究中，其功能主要是減少外界對研究數據客觀性的影響。例如茶葉在種植的過程中，光學對其影響，就造成了各個地區茶葉葉綠素的茶葉；而采摘過程中空氣微分子及環境的影響，也影響了茶葉葉綠素含量檢測的客觀性。形態復原便是讓茶葉的形態轉化為最初狀態，以原始形態來對應圖像數據。圖像形態復原一般有兩種方法，對于不知道其檢測事物性質的，由數學建模來回歸源頭；對于指導事物性質的，則通過建立圖像原始模型來進行識別。茶葉葉綠素的檢測圖像形態復原通常是用第二種方法來進行。計算機圖像形態復原并非直觀機械性復原，而是內部計算整合重組后的二次復原。其復原后的形態中各個數值的變化也在圖像中有直觀體現。

2 茶葉葉綠素含量檢測分析

2.1 組成成分及效用

茶葉葉綠素是由四個吡咯環組成的碳原子，以甲基結構相連而構成的復雜的共軛體。另外，葉綠素主要由卟啉環及葉醇尾兩個成分構成。前者決定了葉綠素的顏色，后者決定了茶葉含脂量。并且卟啉環最容易受光學影響，因此，會影響茶葉綠素檢測的客觀性。與此同時，計算機圖像處理復原技術便有應用價值。卟啉環即容易受光學影響，又容易受大氣和水的影響，決定著茶葉的顏色及葉綠素營養含量，因此，在葉綠素含量中起決定性作用。茶葉強身健體的功效主要就是來自茶葉的葉綠素含量，茶葉綠素具有抗衰老、降低血脂、強健脾胃等作用。茶葉綠素運用在工業制造中，則有抗氧化、防輻射的效用。根據不同茶種葉綠素成分的高低，其在食用和工業使用中的用途也多有不同。

2.2 脂溶性茶葉綠素

茶葉綠素根據含量及效用，分為脂溶性茶葉綠素和水溶性茶葉綠素。其中，脂溶性茶葉綠素的代號是“純天然”，其成分沒有人工干預，是一種天然的可食用色素，安全又環保。但因其含量的天然性，其形態并不穩定。經檢測結果可知，葉綠素中所含的中心金屬和上文提到的極易受光熱影響的卟啉環，其結構會隨著光照、溫度和PH值的影響作用，進行降解，降解后綠色逐漸消失。并且各個因素對其影響是同步進行的。因此，天然葉綠素的含量檢測難度很大。計算機圖像處理技術的出現，對葉綠素含量的檢測研究有重大的意義。它不僅提高了檢測效率，還最大程度還原了物質原始形態，做到了數據檢測的直觀性與客觀性的統一。

2.3 水溶性茶葉綠素

水溶性茶葉葉綠素又被稱為“人工葉綠素”，多用于工業。因脂溶性茶葉綠素的結構狀態不穩定，綠色色素容易降解，實用性不大，故經科研研究，研究人員將脂溶性的茶綠色素分子結構提取兌換，將其容易受影響的鎂離子換成了更穩定的物質鋅離子或其他金屬結構，既不改變其基本要素，又能使葉綠素更加穩定。在茶葉葉綠素難降解的同時，還增大了其色素使用的有效性——色素自身溶解性增大。因其改進后成分不同，對人體的影響也不同。經葉綠素在人體的檢測圖像可知，將鎂離子換為鋅離子后，補充了我國茶葉所產地土壤缺鋅的弊端。水溶性茶葉綠素不僅可以上色，還能夠補鋅，其實際效用大大提升。經檢測后改變的葉綠素，在生活中的作用也提高了，進一步促進茶葉市場發展。

3 圖像處理在茶葉中的應用

3.1 索引茶葉成分圖像

計算機圖像處理技術的完善，能夠促進我國茶葉科學的發展。最直觀體現在對茶葉葉綠素數據的直接索引轉化。索引茶葉成分圖像。一方面，方便了研究人員對茶葉葉綠素的數據研究，通過分析對比脂溶性茶葉綠素及水溶性茶葉綠素的圖像數據，能夠更明確茶葉綠素的含量轉化，使研究人員人工創造出比水溶性茶葉綠素更加實際方便的應用色素；另一方面，索引茶葉成分圖像，可以使讓研究人員發現數據看不到的更多的細節。圖像對于人腦的沖擊比文字數據更加富有記憶性和思維跳躍性。單一的數據整理出完整圖像，更加宏觀總覽全局，使檢測研究更多的發現問題。

3.2 清晰茶葉檢測數值

以往茶葉葉綠素含量檢測中，因數據技術的問題，檢測數值幾乎只能精確到百分比的大概邊緣。然而，計算機圖像處理技術的運用，可以使葉綠素的各個成分檢測結果無限精確。在科研活動中，一點小小的數值異同就會使整個檢測結果產生翻天覆地的變化。因此，科研檢測需要特別精確。計算機圖像處理中的形態復原及識別技術，能夠清晰直觀的顯現茶葉葉綠素數值。圖像處理并不是簡單的轉化，而是將數據分割成不同區域，再根據自身技術合并處理，這避免了如同翻譯軟件直接翻譯的機械性，多了些人工智能的設計理念。通過紋理性的圖像切割，重組后的茶葉檢測圖像更加準確，其各個元素自適應了閾值，也避免了人工操作容易出錯的弊端。成熟的計算機圖像處理技術，使工作人員更加專心的檢測科研成果，而不用在制圖導入數據這種重復性工作上浪費時間，間接推動了茶葉檢測事業的發展。

3.3 增強復原綠素含量

葉綠素的雙鍵結構及其不飽和性，導致茶葉自身容易被降解的現象，在茶葉成熟初期及末期，光合作用促使茶葉產生羥自由基，導致葉綠素含量不穩定。除此之外，空氣中的酸堿度及濕度和溫度，都會讓茶葉綠素檢測結果不客觀。圖像處理的增強功能，通過多個圖像平均、空間預算處理等方法，降低了其他不必要要素對圖像的隨機性干擾。在數據轉化圖像中，使圖像邊緣性增強，輪廓更加清晰，表達更加直觀。最重要的一點，其增強功能的偽圖像處理，能將單一灰色葉綠素檢測圖，自行分析識別，進階成彩色數據圖，便于研究人員分析對比，發現圖像里所包含的隱藏信息。

4 結論

通過技術識別、圖像復原及編碼管理等作用，茶葉葉綠素含量檢測分析在計算機圖像處理技術的幫助下，更加的客觀清晰。隨著計算機技術的發展，必然是科技為先的時代，計算機處理技術不斷推動著茶葉科學的發展，對葉綠素的檢測研究，甚至創新再造有重大效用。因此，需大力普及計算機圖像處理技術，使我國各地茶種葉綠素含量研究檢測結果更加精確，檢測技術更加完善、系統。

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