本發(fā)明涉及檢測(cè)
技術(shù)領(lǐng)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(cè)量量化方法。
背景技術(shù)：
：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(fèi)者越來越喜歡的健康飲品。顏色是葡萄酒品鑒、分級(jí)中重要的質(zhì)量指標(biāo)之一，包含了花色苷和酚類含量、儲(chǔ)存酒齡、葡萄品種、品質(zhì)及風(fēng)味等信息，酒顏色的好壞會(huì)直接影響到其質(zhì)量的整體評(píng)價(jià)。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(jìn)行分類，無法量化。目前，國內(nèi)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)葡萄酒顏色的評(píng)定沒有統(tǒng)一、客觀的標(biāo)準(zhǔn)方法。國內(nèi)正規(guī)評(píng)價(jià)時(shí)一般參考o(jì).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(xùn)練的多個(gè)專業(yè)評(píng)酒員根據(jù)目視感覺用相近的描述性語言給出近似的結(jié)果，采用“成對(duì)比較法”、“加權(quán)評(píng)分法”、“模糊數(shù)學(xué)法”等繁雜的實(shí)驗(yàn)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(zhǔn)確性，即使是經(jīng)過訓(xùn)練的熟練人員也會(huì)存在困難。有專家用單波長的吸光度來對(duì)葡萄酒的顏色進(jìn)行測(cè)定，并不能真實(shí)的反應(yīng)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(jié)論，這種測(cè)定不能夠重現(xiàn)人類肉眼看到的顏色，也無法達(dá)到葡萄酒顏色分類分級(jí)的要求。另外，葡萄酒的透明度也是評(píng)價(jià)葡萄酒種類和品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。而目前對(duì)葡萄酒的品鑒，需要明亮的光源、白色的室內(nèi)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(duì)葡萄酒進(jìn)行檢測(cè)和分析的方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種葡萄酒顏色測(cè)量量化分級(jí)方法，能夠客觀地評(píng)定葡萄酒的顏色，實(shí)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(xué)原理，要完整地表達(dá)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(gè)分量，這3個(gè)分量用于表示色空間的三維空間中的一個(gè)點(diǎn)的顏色，換言之，任何葡萄酒顏色，都可以用l*a*b*中三個(gè)分量l*、a*、b*標(biāo)示出色空間的位置。更進(jìn)一步地，可以用l*值、c*值、h*值三個(gè)物理量組合標(biāo)示不同的葡萄酒顏色，對(duì)葡萄酒顏色進(jìn)行分類，其中，c*值表示彩度，h*值表示色調(diào)角。本發(fā)明提供一種葡萄酒顏色的三維色空間l*c*h*測(cè)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(cè)的葡萄酒溶液的容器中；將穿過盛有待檢測(cè)的葡萄酒溶液的容器的出射光傳導(dǎo)至光譜信號(hào)處理裝置中；所述光譜信號(hào)處理裝置按照數(shù)據(jù)采樣間隔對(duì)傳導(dǎo)到其中的光譜信號(hào)采集吸光度abs信號(hào)值，并將信號(hào)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(duì)應(yīng)的吸光度abs信號(hào)值計(jì)算得到待檢測(cè)的葡萄酒溶液的空間色度值l*、a*、b*值；通過l*、a*、b*值計(jì)算c*值和h*值，并根據(jù)l*值、c*值和h*值確定待檢測(cè)葡萄酒的分類。優(yōu)選地，將明度l*劃分為十個(gè)等級(jí)，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(duì)應(yīng)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(gè)等級(jí)，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(duì)應(yīng)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(diào)角值h*按照弧度劃分為四十個(gè)等級(jí)，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(duì)應(yīng)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(diào)角值h*按照角度劃分為四十個(gè)等級(jí)，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(duì)應(yīng)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(cè)量量化分級(jí)方法可以利用cie1976(l*a*b*)色空間原理對(duì)葡萄酒的顏色進(jìn)行數(shù)字化描述，l*值、c*值、h*值三個(gè)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(yuǎn)遠(yuǎn)超過感官描述，從而以數(shù)字化的描述客觀且準(zhǔn)確地確定葡萄酒的分類。與現(xiàn)有分級(jí)方法相比，本發(fā)明提供的葡萄酒顏色的分級(jí)方法利用葡萄酒顏色的“三維數(shù)字坐標(biāo)”值，用三維參數(shù)的組合代替?zhèn)鹘y(tǒng)的對(duì)顏色“目視感受→思維判斷→語言描述”的表示方法，其優(yōu)點(diǎn)是：1)實(shí)現(xiàn)測(cè)定、表示、傳遞的數(shù)字化；2)測(cè)定數(shù)據(jù)可儲(chǔ)存記錄，可以實(shí)現(xiàn)葡萄酒顏色特征的復(fù)原；3)實(shí)現(xiàn)異地、遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的量值溯源；6)配合樣品自動(dòng)進(jìn)樣裝置，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、批量化的檢測(cè)工作。附圖說明圖1為色彩空間各參數(shù)關(guān)系圖；圖2為測(cè)得的葡萄酒樣品的l*值分布圖；圖3為測(cè)得的葡萄酒樣品的c*值分布圖；圖4為測(cè)得的葡萄酒樣品的h*值分布圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。圖1為色彩空間各參數(shù)關(guān)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(lán)色品指數(shù)值，c*為色空間的彩度值，h*為色空間的色調(diào)角值。l*、c*、h*色度值是從cie1976(l*a*b*)色彩空間推導(dǎo)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(duì)色彩進(jìn)行描述的習(xí)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(diào)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(lán)色品軸的角度。代表該點(diǎn)在a*-b*坐標(biāo)系中到坐標(biāo)原點(diǎn)的連線與+a*軸逆時(shí)針的夾角正對(duì)的一段弧度或者角度。當(dāng)這段弧長等于圓的半徑時(shí)，兩條射線的夾角大小為1弧度，當(dāng)這段弧長正好等于圓周長的360分之一時(shí)的夾角的大小為1度。其換算關(guān)系為弧度＝度×π/180，度＝弧度×180°/π。在對(duì)葡萄酒樣品進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，除雜質(zhì)和氣體等干擾，提供標(biāo)準(zhǔn)光源d65，使光源穿過待測(cè)量的葡萄酒樣品，利用光譜信號(hào)處理裝置對(duì)穿過葡萄酒的光譜進(jìn)行測(cè)量，所述光譜信號(hào)處理裝置按照數(shù)據(jù)采樣間隔，測(cè)定其在380nm～780nm的可見光譜內(nèi)每間隔5nm的一組吸光度，并將信號(hào)值傳輸至數(shù)據(jù)處理單元，分別取反對(duì)數(shù)換算為相應(yīng)的透光率，與cied65標(biāo)準(zhǔn)光源相對(duì)光譜功率因數(shù)和cie1964標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算公式，計(jì)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)色度觀察者中的標(biāo)準(zhǔn)色刺激值；xn、yn和zn為待測(cè)葡萄酒的色刺激值。根據(jù)計(jì)算得到的l*、a*、b*值可以確定葡萄酒的分類。再計(jì)算彩度c*值和色調(diào)角h*值，計(jì)算公式分別為：應(yīng)理解，以l*、a*、b*值為基礎(chǔ)，還可以計(jì)算與之相關(guān)的各種指標(biāo)，例如，色差△e。有利地，根據(jù)葡萄酒的空間色度l*、a*、b*值計(jì)算兩個(gè)葡萄酒溶液之間的色差△e，可以準(zhǔn)確地區(qū)別兩個(gè)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(jì)算公式為：其中，l*i和l*i’分別為兩個(gè)葡萄酒的l*值，a*i和a*i’分別為兩個(gè)葡萄酒的a*值,b*i和b*i’分別為兩個(gè)葡萄酒的b*值。在本實(shí)施方案中，取450個(gè)葡萄酒樣品，圖2至圖4為測(cè)得的葡萄酒樣品的l*、c*、h*值分布圖。下面對(duì)葡萄酒樣品的l*、c*、h*值進(jìn)行量化分級(jí)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(nèi)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(jí)，葡萄酒的明度值l*分級(jí)參見下表：序號(hào)l*分級(jí)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(cè)得的葡萄酒的l*值對(duì)應(yīng)到上表的分級(jí)中，例如，l*值為31.2的葡萄酒在l*分級(jí)表的30.1～40.0范圍，對(duì)應(yīng)的級(jí)別是l*4，對(duì)應(yīng)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(biāo)中被體現(xiàn)為a*和b*的坐標(biāo)點(diǎn)，c*值是距離坐標(biāo)點(diǎn)的距離。距離原點(diǎn)越近，中性灰度則強(qiáng)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(cè)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(shì)。所以分類上負(fù)值不能作為考慮的因素，同時(shí)要考慮人眼在cie1976(l*a*b*)色空間的識(shí)別特點(diǎn)，在超過100的邊緣區(qū)域，分辨率不佳。因此，考慮劃分為11個(gè)級(jí)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(jí)參見下表：序號(hào)c*分級(jí)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(duì)應(yīng)的語言描述，根據(jù)c*值的大小對(duì)葡萄酒進(jìn)行分類。色調(diào)角值h*的量化分析色調(diào)角也稱色相，是指能夠比較確切地表示某種顏色色調(diào)的名稱。色調(diào)角h*在坐標(biāo)中被體現(xiàn)為距離a*軸(紅色)的角度，色調(diào)角h*值的絕對(duì)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(biāo)中的a*軸坐標(biāo)開始，逆時(shí)針的方向偏轉(zhuǎn)，在第一、二象限內(nèi)為正值，在第三、四象限內(nèi)為負(fù)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(lán)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(shì)?？紤]到葡萄酒的顏色以紅色、黃色等暖色調(diào)為主，酒的顏色偏黃、偏紅，僅有個(gè)別略微偏綠，沒有偏藍(lán)的。分類上負(fù)值要涵蓋近可能多的顏色分類，同時(shí)考慮人眼在cie1976(l*a*b*)色空間的中對(duì)純色分辨率比較高的特點(diǎn)，更方便的區(qū)分繁多的樣品。葡萄酒的色調(diào)角值h*弧度分級(jí)參見下表：相應(yīng)地，葡萄酒的色調(diào)角值h*角度分級(jí)參見下表：可以根據(jù)上表中的h*值對(duì)應(yīng)的語言描述，根據(jù)h*值的大小對(duì)葡萄酒進(jìn)行分類。綜合以上l*值、c*值、h*值的三維空間量化分級(jí)表，可以確定4400種不同顏色的葡萄酒。例如，某葡萄酒測(cè)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(jí)方法的劃分，l*值31.2在l*分級(jí)的30.1～40.0范圍，對(duì)應(yīng)的級(jí)別是l*4；c*值22.78在c*分級(jí)的20.1～30.00范圍，對(duì)應(yīng)的級(jí)別是c*3；h*值0.32在h*分級(jí)的0.01～0.47范圍，對(duì)應(yīng)的級(jí)別是h*3；組合后的葡萄酒顏色級(jí)別是l*4c*3h*3,而傳統(tǒng)的方法是的評(píng)價(jià)是“微亮、純凈、玫瑰紅”。以此方式，可以直觀地、準(zhǔn)確地且客觀地確定葡萄酒的分類。應(yīng)理解，可以將l*、c*、h*的等級(jí)進(jìn)行更加詳細(xì)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(xì)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。當(dāng)前第1頁12