今天，小編將為大家介紹的是有關(guān)高光譜成像技術(shù)可以應(yīng)用于紅茶數(shù)字化拼配的知識點，大家請看詳情：

紅茶是中國傳統(tǒng)出口茶類之一。拼配是紅茶生產(chǎn)和經(jīng)營中重要的工序，是保持產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的重要手段。目前，茶葉拼配通常采用的方法是由拼配人員先對各茶葉樣品進行外觀和內(nèi)質(zhì)審評，再根據(jù)經(jīng)驗和審評結(jié)果，試拼小樣，然后進行適當(dāng)調(diào)整，最終確定拼配方案，因而不同批次拼配結(jié)果具有偶然性，無法進行量化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。另外，拼配專家的培養(yǎng)過程較為漫長，不利于拼配技術(shù)的推廣。

萊森小編采用4 種原料進行拼配，依次逐步判別。以不同等級不同嘜號的紅毛茶為原料，按照一定比例進行拼配，采集拼配樣本的高光譜圖像，利用連續(xù)投影算法篩選特征光譜變量，并基于灰度共生矩陣提取圖像的紋理值，融合光譜和紋理特征值建立茶葉拼配比例的定量預(yù)測模型，構(gòu)建拼配比例求解與優(yōu)化算法。本研究將為茶葉拼配工藝提供一種品質(zhì)定量評估的新方法，研究結(jié)果有利于提高拼配工藝的自動化、智能化水平，推進茶葉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化。

1、不同樣品的光譜差異

本實驗采集908～1735 nm波長范圍的近紅外光譜數(shù)據(jù)，選擇圖像中間100×100像素范圍為感興趣區(qū)域（ROI），提取ROI所有像素的光譜值，并計算出其平均值，作為這個樣本的光譜值。化學(xué)含量以及物理特征的不同，樣本對特定的波長有著不同的反射率，通過分析光譜信號的差異實現(xiàn)樣本品質(zhì)信息的定性或者定量檢測。原料C和原料D光譜值差異比較明顯。

2、圖像紋理特征值分析結(jié)果

基于灰度共生矩陣的方法來計算茶樣圖像的紋理，提取5 個特征波長下的紋理特征為特征變量。即對A和B在1107、1187、1307、1435、1655 nm波長處的灰度圖像分別提取0°、45°、90°、135°的對比度、同質(zhì)性、能量和相關(guān)性。對C和D在1112、1193、1307、1438、1655 nm波長處的灰度圖像分別提取4 個角度的對比度、同質(zhì)性、能量和相關(guān)性。在茶樣表面溝紋越深、灰度差越大，則對比度越大，反之越小；若茶樣灰度分布均勻、紋理較粗糙，則能量值越大，反之越小；同質(zhì)性體現(xiàn)目標(biāo)圖像的局部平滑；茶樣的灰度共生矩陣值均勻相等時，相關(guān)性較大，反之較小。

3、定量預(yù)測模型的建立結(jié)果

以光譜特征值和紋理特征值融合數(shù)據(jù)作為LS-SVM模型的輸入值時預(yù)測結(jié)果，原料A與原料B拼配樣預(yù)測集判別率為91.89%，原料C和原料D拼配樣預(yù)測集判別率為86.13%，茶樣P1和茶樣P2拼配樣預(yù)測集判別率為94.5%，其中通過預(yù)測茶樣P1、P2配比，即可分別得到原料A、B、C、D的配比，可以間接解決4 個原料茶樣拼配預(yù)測配比的問題。結(jié)果表明本研究能實現(xiàn)對拼配茶樣配比的量化判別。

4、模型的驗證結(jié)果

本實驗對以上30 個拼配樣本審評，并將原料茶樣A、B、C和D作為標(biāo)準(zhǔn)樣。由于光譜信息是對內(nèi)質(zhì)的反映，所以更偏重于對滋味的評審，并依據(jù)GB/T 13738.2—2017《紅茶 第2部分：紅茶》感官品質(zhì)要求進行評分，從審評結(jié)果可以看出，樣本所得分數(shù)與組內(nèi)其他樣本分數(shù)相差相對較大，與模型驗證的結(jié)果一致。

討論

本研究利用高光譜圖像技術(shù)獲取經(jīng)4 種茶原料按照一定比例拼配出的茶樣的光譜圖像，通過PCA法提取出5 個特征波長，然后進行光譜數(shù)據(jù)與圖像紋理數(shù)據(jù)的提取，本實驗嘗試基于光譜信息和圖像信息融合技術(shù)結(jié)合模式識別，預(yù)測拼配茶葉的配比。結(jié)果顯示，融合光譜和紋理特征值結(jié)合LS-SVM模型算法，建立拼配茶葉配比預(yù)測模型，判別率，達到94.5%，預(yù)測結(jié)果較好。用模型以外的隨機30 個樣本進行對模型進行驗證，結(jié)果其中有4 個樣本發(fā)生誤判，總判別率為86.7%，因采用的原料在品質(zhì)上接近，對結(jié)果有一定的影響。目前，拼配茶葉的配比通過高光譜圖像技術(shù)結(jié)合數(shù)學(xué)模型可以相對準(zhǔn)確地預(yù)測出，但是，實際生產(chǎn)中，茶葉拼配原料需要很多種，比較復(fù)雜，需要大量的數(shù)據(jù)對模型進行進一步的訓(xùn)練和優(yōu)化，從而求解標(biāo)準(zhǔn)茶樣中各原料的比例。

好了，以上全部內(nèi)容就是有關(guān)高光譜成像技術(shù)可以應(yīng)用于紅茶數(shù)字化拼配的介紹，希望可以幫助到大家~對高光譜成像技術(shù)有需求的朋友們可以咨詢客服~