利用計算機讀取整茶色澤參數(shù)的方法研究

唐思均，覃鳳清，陳效軍，曾道金（.宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院；.宜賓學(xué)院計算機學(xué)院，四川宜賓644000）

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利用計算機讀取整茶色澤參數(shù)的方法研究

唐思均1，覃鳳清2，陳效軍1，曾道金1
（1.宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院；2.宜賓學(xué)院計算機學(xué)院，四川宜賓644000）

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平和質(zhì)量提升后，對于食品生產(chǎn)安全問題日益重視。越來越具有高科技技術(shù)含量的生產(chǎn)方法或者檢測方法被廣泛應(yīng)用到了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和推廣中。茶葉作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)，計算機技術(shù)也被廣泛地利用。在對茶色澤參數(shù)的研究中，利用計算機建立了讀取整茶色澤參數(shù)的方法，并在對其研究的基礎(chǔ)上驗證讀取的可靠性。本文將基于計算機讀取整茶色澤參數(shù)的材料和方法，并對其參數(shù)結(jié)果進行分析和研究，找出整茶色澤參數(shù)的影響因素，以便更好地判斷整茶的色澤和質(zhì)量進行判斷。

關(guān)鍵詞：計算機；整茶色澤；參數(shù)方法

2012年國家自然科學(xué)基金項目：圖像及視頻盲超分辨率重建及其關(guān)鍵技術(shù)研究，項目編號：61202195。

唐思均，男，四川宜賓人，碩士研究生，講師，主要研究領(lǐng)域為計算機網(wǎng)絡(luò)管理與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。

覃鳳清（1976-），女，四川南充人，博士，副院長，研究員，主要研究領(lǐng)域為計算機應(yīng)用。

陳效軍，男，四川宜賓人，碩士研究生，副教授，主要研究領(lǐng)域為計算機網(wǎng)絡(luò)管理與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。

曾道金（1974-），男，四川宜賓人，本科，實驗師，主要研究領(lǐng)域為計算機網(wǎng)絡(luò)管理。

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由于計算機技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，人們已經(jīng)可以通過計算機技術(shù)對農(nóng)業(yè)產(chǎn)品實現(xiàn)自動分層級和農(nóng)作物的各項指標(biāo)進行動態(tài)監(jiān)測。對于茶葉質(zhì)量的判定來說，色澤是其中的重要體現(xiàn)，也是茶葉分類的重要依據(jù)和鑒別茶葉好壞的重要因素，色澤好的茶葉往往在一定程度上說明和反映了茶葉的整體質(zhì)量，與泡茶、香味、口味都有著密切關(guān)系，因而對于整茶色澤參數(shù)的方法檢測研究具有重要的作用。利用計算機技術(shù)將整茶得色澤各項指標(biāo)參數(shù)進行量化，從而對茶葉無論是在生長期還是在采摘后的干茶葉時期都能夠準(zhǔn)確評價整茶的質(zhì)量標(biāo)化，對保證制茶的一致性、穩(wěn)定茶葉的質(zhì)量品質(zhì)和制定科學(xué)的茶葉生產(chǎn)加工方案都有著著重要的指導(dǎo)作用。通過電腦掃描儀對整茶樣品的色澤圖片對整茶樣品色澤的穩(wěn)定性和可靠性建立一套完整的計算機測定整茶色澤的方法。

1　整茶色澤參數(shù)測評的材料和方法

1.1整茶樣品準(zhǔn)備

將要進行測評的整茶樣品進行粉碎或者用手撕碎，而后對被碎的整茶樣品進行混勻通過有20目、40目和60目的篩孔，對整茶樣品的準(zhǔn)備工作就緒。

1.2需要的計算機設(shè)備

需要有一臺安裝有Photo shop CS軟件的計算機，并帶有一臺掃描儀以及彩色差計。

1.3測評方法和流程

整茶樣品的掃描：打開掃描儀板面，將要準(zhǔn)備檢測的整茶樣品均勻地鋪散在掃描儀的平板玻璃上面，厚度不宜過高，保證在掃描儀的板面蓋下來之后沒有間隙。采用系統(tǒng)的默認(rèn)設(shè)置值，在Photo shop CS中通過USB接線輸入。

整茶樣品參數(shù)讀?。哼x定整茶樣品的某段某一塊圖區(qū)域，在導(dǎo)航器的窗口中將前面選定的那一塊圖片區(qū)進逐步放大，使得每一個像素點都能夠準(zhǔn)確清晰可見，然后將鼠標(biāo)移動到每一個被放大的像素點上，這時候會電腦屏幕上會彈出一個信息窗口，在信息窗口中可以逐一地讀取每一個像素點的色澤參數(shù)，包括橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)的各項數(shù)值，而后將所有像素點的數(shù)值求取平均數(shù)得到信息測算的平均值，這時候所得到的信息測算平均值就是所選取那塊圖區(qū)域的色彩參數(shù)實際上的平均值。

整茶樣品參數(shù)的可靠性檢測：將整茶樣品放在100dpi分辨率的條件下進行掃描，對所得到的樣品的信息測算平均值進行回頭推算，對其所得到的數(shù)據(jù)和前面的數(shù)值進行比較。

選擇不同的掃描分辨率：對所要檢測的整茶樣品可以分別采取75、100、150、200和300dpi的不同分辨率進行掃描，可以掃描5-10次，然后求取平均值。

不同掃描掃描區(qū)域圖塊大小的選擇：對所選取的整茶樣品的不同大小的區(qū)域進行掃描進行比較，測定平均值。

整茶色澤和碎茶的色澤參數(shù)的比較：用信息數(shù)據(jù)法對同一品種的整茶樣品和碎茶樣品進行掃描然后進行比較，重復(fù)5-10次，作為參考依據(jù)。

計算機讀取整茶色澤參數(shù)和通過色差計對整茶色澤參數(shù)進行比較：將同一茶樣品種分別使用計算機和色差計進行掃描，可以對同一茶樣選取10個像素點進行測定，而后將所得到的圖像和數(shù)據(jù)進行比較。

2　整茶色澤參數(shù)的結(jié)果與分析

2.1對數(shù)據(jù)處理法的可靠性測試

通過檢驗前面實驗所得到的結(jié)果進行檢驗，看其結(jié)果是否存在一致性。在每一張圖片、每一塊分析區(qū)域都有好幾十萬個甚至于上百萬個像素點，如果將其一個一個地逐一讀取每一個像素點的色澤參數(shù)并且求取平均數(shù)值的話，這樣的工作量無疑太大，不切合實際情況。因此，可以在每一個分辨率條件下（75dpi、100dpi、150dpi、200dpi、300dpi等）隨機抽取10塊區(qū)域圖片，對這所選到的區(qū)域圖片進行信息測算和求取數(shù)據(jù)平均值，讓后將所得到的結(jié)果進行比較。對于計算機色澤參數(shù)的處理方法，通過Photo shop CS自動找出圖像和選定區(qū)域所有像素點，找出平均顏色，使用平均顏色對空白圖像或者區(qū)域進行顏色的填充，從處理結(jié)果中可以看出像素的大小對于數(shù)據(jù)檢驗并沒有太大的影響，因此可以統(tǒng)一選取一分辨率，在此條件下進行可靠性的方法檢驗。

2.2掃描分辨率對讀取整茶色澤參數(shù)的影響

計算機可以快速而準(zhǔn)確地分析和計算出整茶樣品的色澤參數(shù)，但是獲取整茶樣品圖片的穩(wěn)定性同樣至關(guān)重要，成為該數(shù)據(jù)分析方法是否能夠執(zhí)行的關(guān)鍵性因素。據(jù)調(diào)查結(jié)果表示，掃描分辨率對于掃描的結(jié)果具有重要的影響，如果掃描分辨率不同的話，整茶樣品的掃描圖片的色澤參數(shù)具有不同的結(jié)果，而且對于掃描的差異性具有十分能顯著的影響作用，并且得出在分辨率為100dpi的時候，掃描的狀態(tài)和掃描的結(jié)果顯示最為穩(wěn)定。但是在不同的掃描方法分析中會有不同的結(jié)論得出。

由于掃描的分辨率不同，整茶樣品的掃描圖片的色澤參數(shù)也會不同，這樣差異性體現(xiàn)的就較為顯著了。在不同的分辨率條件下，可以通過使用過濾鏡工具計算出整茶樣品參數(shù)的所有像素點的色澤參數(shù)中平均數(shù)值。因為分辨率的逐步提高使得原來的區(qū)域圖形在圖形區(qū)域顯示的像素點會逐步增多，這樣在區(qū)域內(nèi)的顏色會得到更細(xì)一步地劃分。當(dāng)掃描率增大到200dpi時，區(qū)間效果也會呈現(xiàn)擴大的趨勢，分辨率的越高會使得掃描出的圖片越清晰，但是也會給自身的掃描穩(wěn)定性帶來下降。由于使用不同分辨率在掃描的過程當(dāng)中內(nèi)部光源的照射時間和空間有長有短、有大有小，因而對圖像的明暗程度也會有影響。

在整茶樣品圖像的掃描穩(wěn)定性還關(guān)系著掃描的重演性。通常，各項色澤參數(shù)在95%的置信區(qū)域內(nèi)可以觀察出，150dpi、200dpi、300dpi 的95%置信區(qū)域會大于50dpi、75dpi的置信區(qū)域，當(dāng)分辨率在100dpi的時候最為穩(wěn)定，效果最好。

2.3茶樣顆粒對對整茶色澤參數(shù)的影響

茶樣的顆粒大小呈現(xiàn)的是掃描插秧的外觀形狀，插秧的外觀形狀對掃描結(jié)果也有重要影響，繼而也反映出對整茶色澤參數(shù)的影響。掃描時形狀顆粒的不同，在掃描圖片呈現(xiàn)出的參數(shù)間的水平差異較為顯著。

由于整茶與碎茶的內(nèi)外展現(xiàn)條件不一樣，表現(xiàn)的顏色狀況不同，整茶和被碎的狀態(tài)的茶在進行掃描時所呈現(xiàn)出的是茶樣品的個體表面的色澤狀況，碎茶在被弄碎后內(nèi)部的色澤狀況也得到體現(xiàn)，這與整茶只表現(xiàn)在外部的色澤狀況有所區(qū)別。在掃描時茶樣品和掃描儀內(nèi)得玻璃面板的接觸緊密程度不同所呈現(xiàn)出的色澤表現(xiàn)情況也會不同，整茶或者手工揉碎的茶個體較大而且形狀上也凹凸不平，這樣茶樣品和掃描儀玻璃面板在接觸的時候會產(chǎn)生較大的縫隙，有些地方掃描的效果就較弱，而粉碎狀的茶葉顆粒小，和掃描儀玻璃面板的接觸面積較為完整全面，而且較為均勻，這樣掃描面板與茶樣品就更為緊密。因而，在不同茶樣品進行掃描的時候，95%的置信區(qū)域較小，茶樣品顆粒的大小對掃描區(qū)域有重要的影響。

2.4掃描區(qū)域大小對整茶色澤參數(shù)的影響

盡管茶樣品經(jīng)過粉碎后均勻度較好，但是如果掃描的區(qū)域較小的話，也不能代表茶樣品的實際色澤狀況。必須要掃描的區(qū)域范圍足夠大，而且掃描的大也需要定格在一定的區(qū)間內(nèi)，這樣才能夠使得掃描的工作避免增加不必要的工作。通過實驗結(jié)果和調(diào)查分析研究顯示，掃描區(qū)域要達到13cm×13cm的范圍是才具有充分的區(qū)域代表性，掃描的區(qū)域大小和茶樣品的顆粒大小同樣密切相關(guān)，整茶或者手碎茶的掃描會更加方便，更加接近人體視覺對于茶樣品的色澤評價標(biāo)準(zhǔn)。

2.5掃描圖片的調(diào)整對整茶色澤結(jié)果的影響

Photo shop CS軟件可以對茶樣品進行調(diào)整，呈現(xiàn)出不同的顏色狀態(tài)，不需要通過任何人為因素的調(diào)整影響到茶樣品的色澤分析。由于掃描儀的掃描參數(shù)值設(shè)置具有調(diào)整型，因而對于茶樣品能夠真實體現(xiàn)茶樣品的色澤，有必要作出相應(yīng)的調(diào)整。掃描后的圖片其色澤參數(shù)95%的置信區(qū)間和調(diào)整前基本一致，在圖片調(diào)整后，色澤參數(shù)也相應(yīng)的產(chǎn)生了變化。將已知的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)掃入計算機內(nèi)將其色澤調(diào)整到茶樣品的真實數(shù)值進行存儲。

計算機測定茶葉的色澤時，測定數(shù)據(jù)的95%置信區(qū)間較小，測定方法較為穩(wěn)定，數(shù)據(jù)較為真實。掃描區(qū)域在13cm×13cm和掃描分辨率在100dpi時對整茶楊平的色澤參數(shù)的數(shù)值較為準(zhǔn)確可靠，這樣重復(fù)進行5-10次，取平均值得出的結(jié)果更能代表茶葉色澤參數(shù)。

3　結(jié)語

利用計算機對整茶色澤參數(shù)進行量化處理，雖然目前尚沒有建立完整的色澤參數(shù)和茶葉品質(zhì)的關(guān)系模型，因為不同類型的茶葉、不同種類的茶葉對于色澤要求也不一樣，因而對于色澤參數(shù)對茶葉品質(zhì)的影響還具有不確定性。但是可以通過將茶葉進行分類，并定期用計算機記錄存儲茶葉的色澤參數(shù)，這對未來研究茶葉品質(zhì)有著重要的作用。

參考文獻

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