本發(fā)明涉及檢測
技術領域：
，更具體而言，本發(fā)明涉及一種葡萄酒顏色的三維色空間l*c*h*測量量化方法。
背景技術：
：葡萄酒以其優(yōu)美的體態(tài)、悅目的色澤、顯著的營養(yǎng)與保健功效，成為消費者越來越喜歡的健康飲品。顏色是葡萄酒品鑒、分級中重要的質量指標之一，包含了花色苷和酚類含量、儲存酒齡、葡萄品種、品質及風味等信息，酒顏色的好壞會直接影響到其質量的整體評價。通常，按照葡萄酒顏色可以將其分為以下三種：紅葡萄酒，酒液顏色為紫紅，寶石紅，石榴紅等；白葡萄酒，酒液顏色為檸檬黃或金色，采用白葡萄品種釀造；桃紅葡萄酒，酒液顏色介于紅葡萄酒和白葡萄酒之間。而桃紅葡萄酒與紅葡萄酒的顏色，目前的方法無法區(qū)別，只是憑借印象進行分類，無法量化。目前，國內的質量標準對葡萄酒顏色的評定沒有統(tǒng)一、客觀的標準方法。國內正規(guī)評價時一般參考o.i.v.(國際葡萄與葡萄酒組織organisationinternationaledelavigneetduvin，o.i.v.)“目視感受+語言描述”方法，需要受過訓練的多個專業(yè)評酒員根據(jù)目視感覺用相近的描述性語言給出近似的結果，采用“成對比較法”、“加權評分法”、“模糊數(shù)學法”等繁雜的實驗方法，如果還存在差異則用舉手表決的方式?jīng)Q定。該方法受外界和自身的影響大，缺乏準確性，即使是經(jīng)過訓練的熟練人員也會存在困難。有專家用單波長的吸光度來對葡萄酒的顏色進行測定，并不能真實的反應顏色的變化，出現(xiàn)了使顏色提高25％～45％，甚至使紅色提高60％～100％的結論，這種測定不能夠重現(xiàn)人類肉眼看到的顏色，也無法達到葡萄酒顏色分類分級的要求。另外，葡萄酒的透明度也是評價葡萄酒種類和品質的重要指標之一。而目前對葡萄酒的品鑒，需要明亮的光源、白色的室內布景、適宜的溫度和濕度等一系列苛刻的條件，且受人為主觀影響因素較大，因此，期望提出一種能夠不依賴于外界條件，能夠客觀地對葡萄酒進行檢測和分析的方法。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，提供一種葡萄酒顏色測量量化分級方法，能夠客觀地評定葡萄酒的顏色，實現(xiàn)顏色描述的數(shù)字化及顏色數(shù)據(jù)的傳輸與保存。根據(jù)色度學原理，要完整地表達葡萄酒顏色的屬性，需要三維空間。在cie1976(l*a*b*)色空間(也稱cielab色空間)方法里，任何顏色，都可以處理為l*、a*和b*三個分量，這3個分量用于表示色空間的三維空間中的一個點的顏色，換言之，任何葡萄酒顏色，都可以用l*a*b*中三個分量l*、a*、b*標示出色空間的位置。更進一步地，可以用l*值、c*值、h*值三個物理量組合標示不同的葡萄酒顏色，對葡萄酒顏色進行分類，其中，c*值表示彩度，h*值表示色調角。本發(fā)明提供一種葡萄酒顏色的三維色空間l*c*h*測量量化方法，包括以下步驟：提供光源，使光源的光線能夠入射到盛有待檢測的葡萄酒溶液的容器中；將穿過盛有待檢測的葡萄酒溶液的容器的出射光傳導至光譜信號處理裝置中；所述光譜信號處理裝置按照數(shù)據(jù)采樣間隔對傳導到其中的光譜信號采集吸光度abs信號值，并將信號值傳輸至數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)不同波長對應的吸光度abs信號值計算得到待檢測的葡萄酒溶液的空間色度值l*、a*、b*值；通過l*、a*、b*值計算c*值和h*值，并根據(jù)l*值、c*值和h*值確定待檢測葡萄酒的分類。優(yōu)選地，將明度l*劃分為十個等級，分別為l*1、l*2、l*3、l*4、l*5、l*6、l*7、l*8、l*9和l*10，對應的l*值分別為l*1：0.0～10.0、l*2：10.1～20.0、l*3：20.1～30.0、l*4：30.1～40.0、l*5：40.1～50.0、l*6：50.1～60.0、l*7：60.1～70.0、l*8：70.1～80.0、l*9：80.1～90.0和l*10：90.1～100.0。還優(yōu)選地，將彩度值c*劃分為十一個等級，分別為c*1、c*2、c*3、c*4、c*5、c*6、c*7、c*8、c*9、c*10和c*11，對應的c*值分別為是c*1：0.00～10.00，c*2：10.01～20.000，c*3：20.01～30.00，c*4：30.01～40.00，c*5：40.01～50.00，c*6：50.01～60.00，c*7：60.01～70.00，c*8：70.01～80.00，c*9：80.01～90.00，c*10：90.01～100.00，c*11：≥100.01。還優(yōu)選地，將色調角值h*按照弧度劃分為四十個等級，分別為h*1、h*2、h*3、h*4、h*5、h*6、h*7、h*8、h*9、h*10、h*11、h*12、h*13、h*14、h*15、h*16、h*17、h*18、h*19、h*20、h*21、h*22、h*23、h*24、h*25、h*26、h*27、h*28、h*29、h*30、h*31、h*32、h*33、h*34、h*35、h*36、h*37、h*38、h*39和h*40，對應的h*值分別為h*1：0.00～0.16、h*2：0.17～0.31、h*3：0.32～0.47、h*4：0.48～0.63、h*5：0.64～0.79、h*6：0.80～0.94、h*7：0.95～1.10、h*8：1.11～1.26、h*9：1.27～1.41、h*10：1.42～1.57、h*11：1.58～1.73、h*12：1.74～1.88、h*13：1.89～2.04、h*14：2.05～2.20、h*15：2.21～2.36、h*16：2.37～2.51、h*17：2.52～2.67、h*18：2.68～2.83、h*19：2.84～2.98、h*20：2.99～3.14、h*21：-3.13～-2.99、h*22：-2.98～-2.84、h*23：-2.83～-2.68、h*24：-2.67～-2.52、h*25：-2.51～-2.37、h*26：-2.36～-2.21、h*27：-2.20～-2.05、h*28：-2.04～-1.89、h*29：-1.88～-1.74、h*30:-1.73～-1.58、h*31:-1.57～-1.42、h*32:-1.41～-1.27、h*33:-1.26～-1.11、h*34:-1.10～-0.95、h*35:-0.94～-0.80、h*36:-0.79～-0.64、h*37:-0.63～-0.48、h*38:-0.47～-0.32、h*39:-0.31～-0.17和h*40:-0.16～-0.01。還優(yōu)選地，將色調角值h*按照角度劃分為四十個等級，分別為h*1、h*2、h*3、h*4、h*5、h*6、h*7、h*8、h*9、h*10、h*11、h*12、h*13、h*14、h*15、h*16、h*17、h*18、h*19、h*20、h*21、h*22、h*23、h*24、h*25、h*26、h*27、h*28、h*29、h*30、h*31、h*32、h*33、h*34、h*35、h*36、h*37、h*38、h*39和h*40，對應的h*值分別為h*1：0.00°～9.00°、h*2：9.01°～18.00°、h*3：18.01°～27.00°、h*4：27.01°～36.00°、h*5：36.01°～45.00°、h*6：45.01°～54.00°、h*7：54.01°～63.00°、h*8：63.01°～72.00°、h*9：72.01°～81.00°、h*10：81.01°～90.00°、h*11：90.00°～99.00°、h*12：99.01°～108.00°、h*13：108.01°～117.00°、h*14：117.08°～126.00°、h*15：126.01°～135.00°、h*16：135.01°～144.00°、h*17：144.01°～153.00°、h*18：153.01°～162.00°、h*19：162.01°～171.00°、h*20：171.01°～180.00°、h*21：180.01°～189.00°、h*22：189.01°～198.00°、h*23：198.01°～207.00°、h*24：207.01°～216.00°、h*25：216.01°～225.00°、h*26：225.01°～234.00°、h*27：234.01°～243.00°、h*28：243.01°～252.00°、h*29：252.01°～261.00°、h*30：261.01°～270.00°、h*31：270.01°～279.00°、h*32：279.01°～288.00°、h*33：288.01°～297.00°、h*34：297.01°～306.00°、h*35：306.01°～315.00°、h*36：315.01°～324.00°、h*37：324.01°～333.00°、h*38：333.01°～342.00°、h*39：342.01°～351.00°和h*40：351.01°～360.00°。本發(fā)明提供的葡萄酒顏色的三維色空間測量量化分級方法可以利用cie1976(l*a*b*)色空間原理對葡萄酒的顏色進行數(shù)字化描述，l*值、c*值、h*值三個物理量組合的方式表示葡萄酒顏色，可以描述的顏色種類為4400種，遠遠超過感官描述，從而以數(shù)字化的描述客觀且準確地確定葡萄酒的分類。與現(xiàn)有分級方法相比，本發(fā)明提供的葡萄酒顏色的分級方法利用葡萄酒顏色的“三維數(shù)字坐標”值，用三維參數(shù)的組合代替?zhèn)鹘y(tǒng)的對顏色“目視感受→思維判斷→語言描述”的表示方法，其優(yōu)點是：1)實現(xiàn)測定、表示、傳遞的數(shù)字化；2)測定數(shù)據(jù)可儲存記錄，可以實現(xiàn)葡萄酒顏色特征的復原；3)實現(xiàn)異地、遠程的顏色特征量值傳遞，消除信息交流障礙；4)避免人員因顏色視覺的差異，提高了分析精度；5)實現(xiàn)了數(shù)字化的量值溯源；6)配合樣品自動進樣裝置，可實現(xiàn)全自動、批量化的檢測工作。附圖說明圖1為色彩空間各參數(shù)關系圖；圖2為測得的葡萄酒樣品的l*值分布圖；圖3為測得的葡萄酒樣品的c*值分布圖；圖4為測得的葡萄酒樣品的h*值分布圖。具體實施方式下面結合具體實施例詳細說明本發(fā)明。圖1為色彩空間各參數(shù)關系圖。在cie1976(l*a*b*)色彩空間中，l*為色空間中的明度，a*為色空間中的紅/綠色品指數(shù)值，b*為色空間中的黃/藍色品指數(shù)值，c*為色空間的彩度值，h*為色空間的色調角值。l*、c*、h*色度值是從cie1976(l*a*b*)色彩空間推導出來的，因此，一種顏色既可以用l*、a*、b*表示，也可以用l*、c*、h*表示。采用l*c*h*符合日常生活中對色彩進行描述的習慣，色彩修正更加便于理解，更加直觀和易于控制。在圖1中，圓形的中心為中性灰色，平面圓的徑向表示彩度，從圓周向圓心過渡，表示色彩飽和度降低，按彩色環(huán)的輻射軸從0到100，圓心的飽和度為零，圓周上的飽和度最大。色調角h*是a*與b*的函數(shù)值，用弧度值或角度值表示，表示偏離紅-綠色品軸或黃-藍色品軸的角度。代表該點在a*-b*坐標系中到坐標原點的連線與+a*軸逆時針的夾角正對的一段弧度或者角度。當這段弧長等于圓的半徑時，兩條射線的夾角大小為1弧度，當這段弧長正好等于圓周長的360分之一時的夾角的大小為1度。其換算關系為弧度＝度×π/180，度＝弧度×180°/π。在對葡萄酒樣品進行檢測時，除雜質和氣體等干擾，提供標準光源d65，使光源穿過待測量的葡萄酒樣品，利用光譜信號處理裝置對穿過葡萄酒的光譜進行測量，所述光譜信號處理裝置按照數(shù)據(jù)采樣間隔，測定其在380nm～780nm的可見光譜內每間隔5nm的一組吸光度，并將信號值傳輸至數(shù)據(jù)處理單元，分別取反對數(shù)換算為相應的透光率，與cied65標準光源相對光譜功率因數(shù)和cie1964標準色度觀察者的色匹配函數(shù)的積，經(jīng)歸一化后得到該樣品的三刺激值，然后用cie1976(l*a*b*)色空間計算公式，計算出樣品的cie1976(l*a*b*)的色度值參數(shù)，根據(jù)下列公式分別計算出葡萄酒顏色的cie1976(l*a*b*)色空間的l*、a*、b*：其中，x0、y0和z0為標準色度觀察者中的標準色刺激值；xn、yn和zn為待測葡萄酒的色刺激值。根據(jù)計算得到的l*、a*、b*值可以確定葡萄酒的分類。再計算彩度c*值和色調角h*值，計算公式分別為：應理解，以l*、a*、b*值為基礎，還可以計算與之相關的各種指標，例如，色差△e。有利地，根據(jù)葡萄酒的空間色度l*、a*、b*值計算兩個葡萄酒溶液之間的色差△e，可以準確地區(qū)別兩個顏色近似的葡萄酒，而不必依賴于人眼的觀察而產(chǎn)生誤判。色差△e的計算公式為：其中，l*i和l*i’分別為兩個葡萄酒的l*值，a*i和a*i’分別為兩個葡萄酒的a*值,b*i和b*i’分別為兩個葡萄酒的b*值。在本實施方案中，取450個葡萄酒樣品，圖2至圖4為測得的葡萄酒樣品的l*、c*、h*值分布圖。下面對葡萄酒樣品的l*、c*、h*值進行量化分級分析。明度值l*的量化分析明度值l*為顏色的亮度值，在(0，100)區(qū)域內變化。l*＝0指示黑色，l*＝100指示白色。葡萄酒樣品的明度主要在40以下，其中20以下的占總樣品數(shù)的36.0％；于20至40之間的占總樣品數(shù)的48.2％；大于40至60之間的占總樣品數(shù)的11.3％；大于60至80之間的占總樣品數(shù)的0.1％；大于80至100之間的占總樣品數(shù)的3.6％；最低明度值為0.47，是2012年的甘肅產(chǎn)干紅。因此，將葡萄酒的明度值l*分為十級，葡萄酒的明度值l*分級參見下表：序號l*分級l*范圍語言描述1l*10.0～10.0墨黑2l*210.1～20.0暗黑3l*320.1～30.0灰黑4l*430.1～40.0微亮5l*540.1～50.0灰亮6l*650.1～60.0清亮7l*760.1～70.0透亮8l*870.1～80.0清澈9l*980.1～90.0明亮10l*1090.1～100.0清晰可以將測得的葡萄酒的l*值對應到上表的分級中，例如，l*值為31.2的葡萄酒在l*分級表的30.1～40.0范圍，對應的級別是l*4，對應的特征為微亮。彩度c*的量化分析用距離表示相同明度的中性灰色的距離的程度，也稱彩度，是主觀心理量。彩度c*在坐標中被體現(xiàn)為a*和b*的坐標點，c*值是距離坐標點的距離。距離原點越近，中性灰度則強烈，顏色色彩越暗；數(shù)值越大，顏色飽和程度越大，顏色越鮮艷。樣品檢測數(shù)據(jù)顯示，c*值分布在3.54～176.37之間，40～90之間的分布是主要趨勢。所以分類上負值不能作為考慮的因素，同時要考慮人眼在cie1976(l*a*b*)色空間的識別特點，在超過100的邊緣區(qū)域，分辨率不佳。因此，考慮劃分為11個級別比較合適，分別是c*1：0.00～10.00，c*2：10.01～20.000，c*3：20.01～30.00，c*4：30.01～40.00，c*5：40.01～50.00，c*6：50.01～60.00，c*7：60.01～70.00，c*8：70.01～80.00，c*9：80.01～90.00，c*10：90.01～100.00，c*11：≥100.01。，彩度值c*分級參見下表：序號c*分級c*范圍語言描述1c*10.00～10.00淺淡2c*210.01～20.000清純3c*320.01～30.00純凈4c*430.01～40.00秀麗5c*540.01～50.00濃郁6c*650.01～60.00厚重7c*760.01～70.00飽滿8c*870.01～80.00艷麗9c*980.01～90.00鮮艷10c*1090.01～100.00光艷11c*11≥100.01濃艷可以根據(jù)上表中的c*值對應的語言描述，根據(jù)c*值的大小對葡萄酒進行分類。色調角值h*的量化分析色調角也稱色相，是指能夠比較確切地表示某種顏色色調的名稱。色調角h*在坐標中被體現(xiàn)為距離a*軸(紅色)的角度，色調角h*值的絕對值越大，表示色彩的成分越多，其色相越不鮮明。色相從a*-b*坐標中的a*軸坐標開始，逆時針的方向偏轉，在第一、二象限內為正值，在第三、四象限內為負值。h*越接近a*軸或者b*軸，表示顏色越靠近紅色(綠色)或者黃色(藍色)，顏色越純正，h*的極值在(0～±π，0°～±180°)之間。在圖4中，h*在0.01至1.00之間的分布是主要趨勢?？紤]到葡萄酒的顏色以紅色、黃色等暖色調為主，酒的顏色偏黃、偏紅，僅有個別略微偏綠，沒有偏藍的。分類上負值要涵蓋近可能多的顏色分類，同時考慮人眼在cie1976(l*a*b*)色空間的中對純色分辨率比較高的特點，更方便的區(qū)分繁多的樣品。葡萄酒的色調角值h*弧度分級參見下表：相應地，葡萄酒的色調角值h*角度分級參見下表：可以根據(jù)上表中的h*值對應的語言描述，根據(jù)h*值的大小對葡萄酒進行分類。綜合以上l*值、c*值、h*值的三維空間量化分級表，可以確定4400種不同顏色的葡萄酒。例如，某葡萄酒測量出其顏色特征值l*值為31.2，c*值為22.78，h*值為0.32，按照l*c*h*色空間量化分級方法的劃分，l*值31.2在l*分級的30.1～40.0范圍，對應的級別是l*4；c*值22.78在c*分級的20.1～30.00范圍，對應的級別是c*3；h*值0.32在h*分級的0.01～0.47范圍，對應的級別是h*3；組合后的葡萄酒顏色級別是l*4c*3h*3,而傳統(tǒng)的方法是的評價是“微亮、純凈、玫瑰紅”。以此方式，可以直觀地、準確地且客觀地確定葡萄酒的分類。應理解，可以將l*、c*、h*的等級進行更加詳細地劃分，也就是說，葡萄酒具有更多的種類描述，使葡萄酒的分類更加精細。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。當前第1頁12