李　蔚（河南機電職業(yè)學(xué)院，河南新鄭451191）

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計算機圖像技術(shù)測定茶鮮葉色澤及其萎凋程度的方法研究

李蔚
（河南機電職業(yè)學(xué)院，河南新鄭451191）

摘要：計算機圖像處理技術(shù)主要用于茶鮮葉色澤變化和萎凋程度變化的測定。本文著重對計算機圖像處理技術(shù)的量化方式進行了探究，并在此基礎(chǔ)上提出在線監(jiān)測萎凋程度的注意事項。通過一系列的研究，我們不難發(fā)現(xiàn)R色澤參數(shù)和G色澤參數(shù)能夠有效反映茶鮮葉的萎凋變化。在茶鮮葉的萎凋過程中，R色澤參數(shù)的變化程度更高。R色澤參數(shù)作為判斷萎凋程度的指標(biāo)更為合理。本文所提供的方式對各種茶葉的加工過程均能夠提供一定的幫助，同時也為茶葉萎凋程度的在線監(jiān)測提供了相應(yīng)的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：計算機圖像處理技術(shù)；茶鮮葉；色澤；萎凋程度

傳統(tǒng)的農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測工作效率較低，而某些還停留在人們五官視角評定上，在某種意義上阻礙了農(nóng)業(yè)科研的發(fā)展。計算機圖形處理技術(shù)可以有效提高監(jiān)測工作的效率，有利于實時監(jiān)測農(nóng)作物的生長情況，并確保農(nóng)作物實現(xiàn)自動分級。以往人們通常會運用揀梗工序來處理與茶葉相關(guān)的視覺圖像。除此之外，其他計算機圖像處理技術(shù)并未應(yīng)用到茶葉的加工領(lǐng)域。茶鮮葉的色澤變化是一個動態(tài)的過程，計算機圖像處理技術(shù)則能夠精確地處理茶鮮葉的色澤參數(shù)，并對鮮葉萎凋程度進行實施測定，從而為后續(xù)的制茶過程提供有效的參考方案，確保茶葉品質(zhì)符合要求。通過使用Adobe PhotoShop CS6軟件，我們發(fā)現(xiàn)了量化鮮葉色澤的處理方式，有利于茶鮮葉色澤參數(shù)和含水量參數(shù)的測定，從而為茶鮮葉萎凋程度的在線監(jiān)測提供有效的參考依據(jù)。

1　測驗所需材料和設(shè)備

茶園剛采摘的茶鮮葉，有利于第一時間對其進行測定，從而確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。一臺尼康CoolpixP3型號的數(shù)碼相機，其具備810萬像素，同時配備著35mm格式的變焦尼克爾鏡頭。安裝Adobe PhotoShop CS6軟件的電子計算機，PhotoShop CS6是一款圖形圖像處理軟件，可以用來掃描、編輯和制作圖像，可以有效處理數(shù)碼相機拍攝的茶鮮葉照片。當(dāng)然，工作人員還需要配備內(nèi)部光源的暗箱。

2　茶鮮葉色澤參數(shù)的測定

2.1茶鮮葉圖像的采集

將茶鮮葉均勻撒于暗箱中，并確保茶鮮葉之間相互分開。將暗箱內(nèi)的燈打開，然后在暗箱觀測孔上放置810萬像素的相機，并將數(shù)碼相機設(shè)置為近拍方式，同時將相機的閃光燈關(guān)掉。使用數(shù)碼相機迅速讀取茶鮮葉的圖像，然后將這些圖像傳入到計算機中。

2.2茶鮮葉圖像的處理

在電腦中選中圖片，右鍵使用PhotoShop CS6軟件打開該圖，然后選中圖片中茶鮮葉輪廓部分，并使用模糊平均命令進行設(shè)置，從而使像素參數(shù)值達到平均化的效果。當(dāng)然，窗口內(nèi)的RGB值需要加以讀取。RGB顏色系統(tǒng)是在紅（R）、綠（G）、藍（B）三原色的基礎(chǔ)上得以建立的，并且也與CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)相吻合。RGB顏色系統(tǒng)得到了較為普遍的使用，我們在使用計算機顯示器和數(shù)碼相機時就會發(fā)現(xiàn)這一事實。而就其實用性來看，RGB顏色系統(tǒng)可以克服光照變化影響的優(yōu)點更是得到了科學(xué)家的證實。當(dāng)然，Lab色系參數(shù)也需要在圖像處理過程中進行讀取。原因在于，Lab色系不僅得到了國際照明委員會的推薦，同時還憑借著自身在顏色空間上的均勻化成為和人類視覺最契合的色系。除此之外，HSB值的讀取也不容忽視，其中H代表hues（色相），S則是saturation（飽和度），而B表示brightness（亮度）。HSB值源自RGB色彩空間。

2.3圖片背景色的篩選

由于茶鮮葉是觀察和測定的物體，所以技術(shù)人員在使用計算機圖像處理技術(shù)時應(yīng)該將茶鮮葉從背景中剔選出來。這一過程十分重要，它關(guān)系到后續(xù)的信息提取。為了確保茶鮮葉能夠完整地被分割出來，工作人員需要確保鮮葉輪廓選取的準(zhǔn)確性。當(dāng)然，在選取茶鮮葉輪廓的過程中，圖像中的陰影會給選取工作造成一定的干擾。所以，圖像中的背景色應(yīng)該盡量與茶鮮葉色澤具有較大的對比度和色澤反差，從而使得茶鮮葉的輪廓能夠在特定容差值下得到自動選取。當(dāng)然，如果需要選取相似顏色的背景，則可以選用魔術(shù)棒工具點擊圖像中的某個點，這時與改點顏色相似的區(qū)域就會被自動選中。當(dāng)然，容差值可以有效地控制所選顏色的誤差范圍。要是容差值越大，那么所選中的背景范圍就會越大，反之背景范圍就會越小。根據(jù)這一原理，我們不難發(fā)現(xiàn)設(shè)置不當(dāng)?shù)娜莶钪禃绊懙綀D像中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。工作人員在選擇茶鮮葉區(qū)域時，一般會用魔術(shù)棒去掉背景區(qū)域。如果容差值太大，或者背景色在選取上存在不合理之處，茶鮮葉中的某一部分也會隨之消失；相反，如果容差值太小，那么圖像中的陰影部分就會被圖像處理軟件自動選中，從而影響到圖像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這兩種情況均會給測定過程帶來不好的結(jié)果。所以工作人員應(yīng)該首先選中茶鮮葉區(qū)域，然后增大容差值，使數(shù)據(jù)免受途中陰影的影響。容差值一般設(shè)置為32，工作人員不妨提高容差值的大小并觀察圖像中背景區(qū)域的變化。事實證明，對于白色背景的圖片或者藍色背景的圖片，容差值設(shè)置為150時，茶鮮葉的具體輪廓就能夠有效地選取出來。

3　茶鮮葉萎凋變化的測定

茶鮮葉從茶樹上采摘下來之后，它的理化性狀會隨著時間的推移而變化。綠茶在采摘之后，需要適度攤晾，這樣有助于茶鮮葉品質(zhì)的提高。相比之下，紅茶和白茶等茶類的茶鮮葉在采摘之后應(yīng)該進行萎凋加工。隨著攤晾時間的改變，茶葉中的含水量以及其他物質(zhì)都會發(fā)生變化，其外觀色澤也會從嫩綠變成暗綠。以往，在計算機圖像處理技術(shù)還未得到普遍使用的時候，茶葉的萎凋過程通常是工作人員加以記錄，這事會使觀測結(jié)果出現(xiàn)一些誤差。相比之下，計算機圖像處理技術(shù)則能夠自動記錄茶鮮葉攤放時間和萎凋變化過程，這對萎凋程度測定有著較大的幫助，同時也有利于為以后的茶鮮葉萎凋測定提供有效的參考。

在采摘茶鮮葉之后，需要將其薄攤于溫室內(nèi)大約20小時，并針對茶鮮葉的色澤參數(shù)和含水量參數(shù)加以測定和記錄。根據(jù)所記錄的結(jié)果，我們不難發(fā)現(xiàn)，隨著時間的變化，鮮葉萎凋程度也越來越大，而茶鮮葉的R（紅）色澤參數(shù)和G（綠）色澤參數(shù)也隨著出現(xiàn)下降狀況。Lab色系參數(shù)在茶鮮葉的萎凋過程中呈現(xiàn)出不太明顯的下降狀況。對于HSB值而言，H（色相）色澤參數(shù)在起初6小時內(nèi)出現(xiàn)明顯增長，之后逐漸趨于一致；B（亮度）參數(shù)在茶鮮葉的萎凋過程中呈現(xiàn)出不太明顯的下降狀況。由于B（藍）色澤參數(shù)和S（飽和度）色澤參數(shù)對于萎凋程度變化的測定過程沒有影響，所以不予記錄。

通常情況下，茶鮮葉中的水分被作為萎凋變化程度的基本指標(biāo)，這也就是說，茶鮮葉含水量變化對茶鮮葉色澤有著較大的影響。通過觀察，含水量變化對于G（綠）色澤參數(shù)有著較為明顯的影響，這主要也反映在茶鮮葉色澤從鮮綠變成暗綠的萎凋過程。當(dāng)然，僅憑G（綠）色澤參數(shù)的數(shù)值，還不足以判斷茶葉已經(jīng)達到加工要求，工作人員需要利用計算機搜集更多的色澤參數(shù)值，從而有效地進行判斷。和G（綠）色澤參數(shù)相比，R（紅）色澤參數(shù)在茶葉萎凋過程中有著更大的變化，R色澤參數(shù)的極差是G值2倍，同時R色澤參數(shù)和含水量之間的相關(guān)系數(shù)較高。所以，綜合以上因素，R色澤參數(shù)作為判斷萎凋程度的指標(biāo)更為合理。

4　討　論

計算機圖像處理技術(shù)是當(dāng)今茶葉加工中所不可或缺的技術(shù)，對于茶葉的加工來講有著十分重要的意義。當(dāng)然，人們在利用計算機圖像處理技術(shù)時仍然存在一定的誤區(qū)。計算機圖像處理技術(shù)主要用于茶鮮葉色澤變化和萎凋程度變化的測定過程，本文著重對計算機圖像處理技術(shù)的量化方式進行了探究，并在此基礎(chǔ)上提出在線監(jiān)測萎凋程度的注意事項。由于茶葉品種較為繁多，每一種茶葉都有著特定的加工方式，比如綠茶通常采用殺青的方式進行加工，而紅茶采用發(fā)酵的方式加工。本文所提供的方式對各種茶葉的加工過程均能夠提供一定的幫助，同時也為茶葉萎凋程度的在線監(jiān)測提供了參考依據(jù)。計算機圖像處理技術(shù)術(shù)語計算機視覺技術(shù)的一種，除此之外，很多自動采收設(shè)備事實上也是基于計算機視覺技術(shù)的原理進行采摘的，采收設(shè)備需要對經(jīng)濟作物和背景的色澤加以分析，才能夠有效地進行采收。收獲物和背景之間有著明顯的色澤差異，計算機圖像處理技術(shù)能夠有效地分析未采摘茶葉和以往的老葉之間的區(qū)別，并將其傳送入自動采收裝置中，從而使自動采收裝置實現(xiàn)自動采收。當(dāng)然，這只是初步的設(shè)想，自動采茶裝置的實現(xiàn)還需要進一步研究。

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作者簡介：李蔚（1970-），女，河南輝縣人，本科，講師，研究方向：計算機圖形圖像處理。