基于CIEDE2000色差公式的烟叶颜色分级方法

2022-08-18

烟叶人工分级易受主观因素影响，分级结果存在主观差异性，需要建立与人眼视觉感受相吻合的客观分级方法。本文针对烟叶颜色属性进行分级判断，给出一种基于CIEDE2000的均匀色差颜色分级方法。

烟叶颜色分级方法

关于烟叶的分析方法已有多人做过研究，分别有基于烟叶颜色、姻叶结构、烟叶化学成分等方面的分析。根据国家烟叶标准中烟叶等级的划分依据可以看出，对烟叶进行等级划分的因素有很多，如部位、颜色、油分、长度、残伤等，由于烟叶颜色是烟叶的最根本属性，也是判断烟叶等级最直观的因素，因此烟叶的颜色分析具有一定的研究意义。

研究方法多种多样，比如：采用一种基于机器视觉的分级系统，在二维空间中分别表示待测烟叶的特征参数和标准烟叶的特征参数（如饱和度Chroma、色度Hue等），然后通过“近邻”的方法来确定当前待测烟叶的等级，即寻找与待测烟叶特征最为相近的标准烟叶。

或者采用HSV（Hue色调，Saturation饱和度，Value亮度值）颜色空间对烟叶的颜色特征参量进行数值统计分析，根据各等级标准烟叶颜色特征参量的范围判断待测烟叶等级。

还有将RGB模型与HSI模型相结合10、孟赛尔表色系统国等方法。关于烤姻烟叶质量特征提取的软硬件系统的研究已有很多相关的文献，这些方法在一定程度上为烟叶分级系统的实现提供了依据。、

CIEDE2000色差公式用于烟叶的颜色分级

由于RGB空间色差变化不均匀，以及基于计算机视觉的HSV及其变形模型HSI与人眼视觉感受存在差异，国际照明委员会（CIE）于2001年正式推荐CIEDE2000色差计算公式。

CIEDE2000色差公式是一种包含了亮度、色调和饱和度综合色差视觉感受的图像评价标准，是目前均匀色差特性最好的标准。根据国家烟叶标准中给出的烟叶颜色的定义，同一型烟叶经调制后所呈现的相关色彩、色泽饱和度和色值的状态，反映了烟叶经烤制后所呈现的深浅不同的色泽。

基于CIEDE2000的烟叶颜色分级，是将待测烟叶与标准烟叶库中所有标准烟叶做色差计算，根据CIEDE2000距离准则寻找与当前待测烟叶距离最小的标准烟叶，同时对这个最小距离进行阀值判定，如果在所设定的阖值范围内，则将此刻的标准烟叶等级视为当前待测烟叶的等级，分级的关键是对计算得到的距离进行判定。

有学者专门做过此类实验，结果表明：CIEDE2000均匀色差公式能够较为合理地判断待测烟叶的颜色等级，且基本与人眼视觉感受相一致。基于CIEDE2000烟叶颜色分级方法的应用，为其他一切农副产品的颜色识别与分类提供了新的思路。