基于多智能体的茶叶图像智能等级鉴定技能研究

崔 一

（平顶山工业职业技术学院，河南平顶山 461001）

中华民族的茶文化由来已久，经过祖先的探索发现，把它发扬光大，精巧的茶具、醇香的茶汤令人交口称赞。茶汤的质量与口感不仅与煮茶的火候操作有关，更与茶叶的质量有关，茶叶的分类非常繁琐，一般可分为超1级、2级、3级等等,一些特殊的茶被细分的更为精细，级别不同，品质各有差异。在古代，一般都是有经验的茶农通过观察比对对茶叶进行分类，因为以前生活质量低，只有贵族才有能力买到的茶，而且平民百姓也没有闲情逸致饮茶。所以需求不是那么大。但是，发展到当今时代，人们的生活水平显著提高。对茶叶的需求量也与日俱增。茶叶产业是我国农业的重要支柱产业，在国民经济中也占有一定的地位，继续应用古老的鉴别方法显然力不从心。此外，传统的关于茶叶图像的智能分类算法主要通过采集到的茶叶色彩、粒形丰满度等数据，通过经验进行分类。存在人的主观意识因素，难免会出现偏差。茶叶市场中，根据茶叶的优劣与性能不同而细分为许多等级，价格也有非常大的差距。所以，传统的茶叶品级设置方法存在一些弊端。

1 传统鉴别茶叶的弊端

1.1 传统方法的原理

1.1.1 首先，传统分类措施必须采集清楚的图像，并按照图像的主要细节，依据叶片的大小、完整程度和色泽对其分类。然而，当要检测比较多的样品时，往往需要大面积远距离的操作，因为照片在离地面较远的地方拍摄，收集的图像品质较低，而且容易受外界影响，以至于使图像更坏[2]。所以，取到的茶叶特色不明显，甚至会丢失，或者出现大面积脱模的现象，以至于图像的主要信息不完善，主要的特征不够精确，特征的应用程度比较低。

1.1.2 由于形成的图像清晰度比较差，在这种情况下应用传统模式进行茶叶等级鉴定获取的信息一定有很多缺陷，不仅耗时费力而且及其容易受到人为因素影响。茶叶的关键细节特征不完整，因而导致茶叶等级识别的正确率太低。人工茶叶分级存在诸多不方便和缺点，费劲费力，受主观要素影响比较大。茶叶的质量低而且茶的颜色也不清楚，影响到了茶叶的有效数据不能够识别，茶叶品级的鉴别出现很大的偏差等问题。

1.1.3 科技就是为了让生活更美好，智能的鉴定方法不仅节约了大量的时间金钱，还简化了操作过程，提高鉴定的准确性与速度。使用函数提取多个像素的不同特点，采用模糊的特征提取方法对茶叶的特征重新定位。将特征提取后作为下一个辨认的对照组，并通过一些不太清楚的特色形状来实现迭代更替的辨别。实验发现，改良后的措施可以有效地分辨茶叶图像的等级，并取得了良好的成果[3]。通过改善，图片信息增强就是指必须通过突出图像的一些主要要素。同时，减弱或去除某些不必要的因素，通过这种方法我们可以改善图像的清晰品质，图像加强的效果就是使图像的某些特色愈来愈清明和突出。

1.1.4 有效的依照识别任务识别图片，然后解决茶叶好坏鉴定的问题，经过研究我们改进了传统经验方法的毛病。专家以一张不清晰的照片、普通的鉴定措施和素聚类的剖析算法对主成分进行剖析，这种鉴定方式一经发现就大大提高了鉴别的准确率，促进了当代茶叶产业的迅速发展。基于图像的智能茶叶等级，模糊图像的分割就是选取少量的图片的重要细节，细节的特色参数不会和传统的茶叶鉴定方法一样有较低的准确性，而且传统落后的检测措施具有非常多的限制因素。

1.2 传统方法的改进

1.2.1 作为此像素点的灰度值所叙述的进程可以用方程式来表示，这个鉴定的模式就是通过计算机图像处鉴定方式原理。采集茶叶外形模型的图像色彩中所有像素[3]。通过利用空间建立的模型要点，细节特点的S、H、C分别是这幅图像中的从三个重要的因素。从这里面可以得到许多有参考意义的的茶叶图像的特点，把图片经过灰度处理后的灰度图就是三种比较根本的颜色的色彩比重，经过对茶叶等级分类的标准进行结果剖析，把他重要的这个像素点用一个分量表示，不同等级有不一样的特色标准这就是区分不同的茶叶等级的主要依据。因为亮度点的值与像素点和亮点的灰度值成正比关系，所以使用以上论述的措施能够把采集到的茶叶图像信息和相片清晰程度的信息反馈。通过以上的办法我们就能够把所得到的图片信息进行数据结果分析，即使我们所得到的图片清晰度不够，但是我们依然可以得到有效的茶叶等级反馈信息。

1.2.2 其实用传统的方法鉴别茶叶等级和茶叶的质量的有效性和准确程度是有迹可循的，它与图片的模糊程度和细节的变化是有联系。叶片脉络的细节是鉴别茶叶好坏的关键因素，所以，可以推断因为图片不够清晰而导致叶脉难以辨认的等级分类当然也就不够准确。

1.2.3 茶叶的等级是通过高清的图片，依照叶片的色彩、和完整程度以及脉络的纹理清晰度进行实时的分析。现在比较先进的方法就是sora类的检测计算法，主要成分识别法等。随着农业领域科技的不懈坚持，我们取得了很好的成绩，多功能智能体的茶叶检测方法也一直在改进。

2 当代茶叶鉴别方法的原理和改进

2.1 通过鉴别准确性的原理

2.1.1 由我们所学物理知识可知，圆柱形电容器的电容量2πe取决于类型的大小称为圆柱形传感器，其电容取决于介电系数E，和ε=eoe，由于E相对介电常数取决于物质的化学成分。茶的本质就是所散发出的气味和氧气、氮气所结合产生的特殊香气，所以它是一种比较涣散的物质，茶叶所具有的化学本质物质和他所散发的气味是有区别的[3]。所以，茶的系数E并一个不变的数，他是随外界因素时刻变化的，也与茶的种类和茶的品质有关。检测的数据显示，TEAD在在2~5区间内波动。

2.1.2 因为茶叶的a值比空气的Eo值大，所以叶片之间的间距减小，所得结果是d大，则所测的间隙较大，反之亦然。质量好的高档茶，分子结构致密每个个体之间的空间很小，流动性很好。所以当茶叶流入传感器的时候缝隙发生变化，缝隙变小则总的合成量相对较大；而低质量的茶叶大，流动性差，容易钩住对方，E总是很低；所以这就是两者的差距。从外形上面来说，系数（E）与品级呈正相关的关系。茶里面含有几百种化学物质，不同物质的E值随着等级的不同而发生改变。测量结果表明，同样的一种茶，所含物质也大不一样；水是组成中最重要的部分，它以分子的形式存在，E在检测中受水分影响的非常大；因而，在茶叶等级测定时不应该受水分的影响，所以要先把茶叶中水分的含量检测出来，在进行茶叶的评估。

2.1.3 对采纳异次测量电路的多种测试设备测试后发现，必须有高精度测量方法才有可能对茶叶进行等级检测。如今采用高阻抗测量的电容电容器桥接电路，为了实现更高的测试精度，采用了五端电流电压法，即两个电流端子、两个电压端子和一个屏蔽端子，从而弥补了三端和四端测量的缺点，克服了分散电容对高阻抗测量的影响。这种机器的好处在于灵敏度高、稳定性强、数据垂现性比较直观、观察的数据较为精密、能满足多种检测。

3 结束语

为了防止传统的检测办法的一些弊端，研究人员研发了一种比较新型的依靠于低品质图像的可以多次检测茶等级的鉴定措施，这种评价的核心就是把不够清楚的图片进行特征提取，选取一些较为重要的部分进行分析，收集一些重要的参数比，并搜集起来作为下一次检测的基础。不会像以前传统方法一样对于清晰度的严重挑剔性，所以这种检测方法是非常具有革新意义的。