[发明专利]一种应用高光谱图像技术判别茶叶贮藏期的方法

权利要求书

1.一种应用高光谱图像技术判别茶叶贮藏期的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）陈化茶样的制备：购置的茶叶在测定初始含水率后，分装于铝箔袋中并封口，分为两个条件贮藏；一部分茶样在常温下贮藏，作为贮藏茶样，陈化时间设定为一年，在0、90、180、270、360 d分别取样，共取五组茶样，每组茶样取30个样本，每个样本30 g，取得150个样本；另一部分茶样在冷库中贮藏，作为保鲜茶样，陈化时间设定为一年，在0、90、180、270、360 d分别取样，共取五组茶样，每组茶样取30个样本，每个样本30 g，取得150个样本；

（2）高光谱图像的采集和样品校正集、检验集的选择：使用基于可见/近红外光谱仪的高光谱图像系统及配套采集和分析软件，对样品的高光谱图像进行采集，可见/近红外相机扫描范围为370.38-1036.54 nm，采样间隔为0.55 nm，每条光谱有1232个变量，对高光谱摄像头曝光时间和输送装置进行设定后，对步骤（1）中制得的不同贮藏期的茶样进行扫描，采集样品图像前，先扫描标准白色校正板和黑色校正图像，并利用黑白校正图像对样品图像进行校正，得到该不同贮藏期茶样的高光谱图像，每隔两个样品选择一个样品作为测试样品，即150个样品中50个样品作为检验集，其余100个样品作为校正集；

（3）降维处理及特征值提取：利用主成分分析对原始高光谱数据进行降维处理，基于前三个主成分图像的权重系数提取得到五个特征波长，选取图像中心的100×100像素区域的中心作为感兴趣的区域，提取并保存5个特征波长图像ROI区域的光谱数据作为光谱特征信息，根据茶叶图像的特点，基于灰度共生矩阵计算平铺茶叶的整体图像的纹理，提取特征波长下的纹理特征变量作为纹理特征信息；

（4）建立两个模型：选择最优参数，分别建立基于支持向量机的贮藏茶样和保鲜茶样贮藏期判别模型；

（5）模型的检验：用步骤（2）中的检验集作为未知样品对校正集模型进行检验；

（6）取未知贮藏期茶叶样品，按步骤（2）进行高光谱采集，利用所建立的SVM模型，通过对未知贮藏期茶叶样品高光谱图像进行分析，可快速定性判别出茶叶贮藏期；

所述步骤（2）中进行高光谱图像采集时，称取11.5-12.5g的茶叶均匀地平铺在规格为Ф9 cm的培养皿中进行；

所述步骤（2）中进行高光谱图像数据采集前，可见/近红外相机采集参数设置为曝光时间8.5 ms，输送装置速度为1.15 mm/s；

所述步骤（3）中采用主成分分析筛选出的五条特征波长为670.74 nm、720.08 nm、836.14 nm、886.09 nm和936.05 nm。

2.根据权利要求1所述的应用高光谱图像技术判别茶叶贮藏期的方法，其特征在于，所述步骤（4）中基于SVM算法建立模型，其核函数为径向基核函数，通过选取适当的惩罚因子和核参数计算得到最优解。

3.根据权利要求1所述的应用高光谱图像技术判别茶叶贮藏期的方法，其特征在于，判别方法适用于除部分黑茶和紧压茶以外的各类茶叶。