高湿高雾环境下红茶发酵图像实时采集系统研制

作     者：雷攀登 周汉琛 田娟 刘亚芹 王辉 杨霁虹 黄建琴 Lei Pandeng;Zhou Hanchen;Tian Juan;Liu Yaqin;Wang Hui;Yang Jihong;Huang Jianqin

作者机构：安徽省农业科学院茶叶研究所黄山245000 武汉观象人工智能技术有限公司武汉430000 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2022年第38卷第12期

页      面：207-215页

核心收录：

学科分类：082804[工学-农业电气化与自动化] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 090203[农学-茶学] 0902[农学-园艺学] 

基　　金：安徽省重点研究和开发计划项目(201904a06020034) 安徽省科技重大专项(202003a06020019) 国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-19) 

主　　题：可视化 发酵 图像分析 红茶 氧化铟锡镀膜玻璃 加热除雾 图像实时采集系统 

摘      要：为解决高湿高雾的红茶发酵场景下,无法实时采集图像的问题,该研究基于加热除雾防潮装置与工业相机系统,设计了高湿高雾环境下红茶发酵叶图像实时采集系统。系统主要由工业相机、镜头、加热除雾防潮装置、面光源、固定支架、控制软件与电脑组成。利用该系统采集单芽、叶片、茎、一芽二叶的发酵进程图像,通过图像处理技术,可以有效提取发酵叶的颜色特征信息;利用茶叶感官审评、发酵叶色泽与气味变化的方法,将采集的1564张图像分为发酵轻、偏轻、适度、过度4个带有红茶品质标签的数据集,数据集按照7∶3的比例划分为训练集和测试集,训练集通过MobileNetV3+Vision Transformer技术搭建深度学习模型,模型预测准确率达到95.68%;开发的可视化红茶发酵程度判别软件,可以实现红茶发酵程度有效预测与结果输出。研究结果表明,设计的图像实时采集系统可为红茶发酵程度智能化判别装备研发提供数据基础和技术支持。