Page 34 - 《中国药房》2022年22期

ì R ì 0，Cmax＝0
ï ï r＝gamma（ ） ï ï
ï ï 255 S＝ í Δ ，Cmax≠0 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ （9）
ï ï
ï ï
í g＝gamma（ G ） ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ （1） î Cmax
ï ï 255 V＝Cmax⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ （10）
ï ï b＝gamma（ B ）
ï ï 255 2.2.4 机器视觉技术的精密度和稳定性考察 取干姜
î
ì x + 0.055 2.4 （SP15）样品，按“2.2.1”项下拍摄参数在同一时间点内连
ï ï （ 1.055 ）（x＞0.040 45） 续拍摄 6 次，连续 6 d 在同一时间点拍摄，并按“2.2.2”项
ï ï
gamma（x）＝ í x ，otherwise ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ （2） 下图像预处理和“2.2.3”项下图像颜色特征提取方法提
ï ï
( ) ( 000000000000000000000 ) ( ) ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ （3） 取颜色特征。9个颜色特征值的RSD均小于3%，表明机
ï ï
î 12.92
X
0.412 4，0.357 6，0.180 5
00 r
器视觉技术的精密度、稳定性良好。
g
0.212 6，0.715 2，0.072 2
Y ＝ ×
2.2.5 干姜及其不同炮制程度姜炭样品颜色测量 为
b
Z
0.019 3，0.119 2，0.950 5
了保证样品的代表性和均匀性，对干姜及其不同炮制程
Y
ï ïL＝116f（ ）－16 度姜炭进行颜色测量，每批次中随机抽取40个饮片进行
ì *
ï ï Yn
ï ï X Y 拍摄，共采集到 3 200 张饮片图像。将获得的饮片图像
*
ía＝500[f（ ）－f（ ）] Xn、Yn、Zn一般为95.047、100.0、108.883
ï ï Xn Yn 按照“2.2.2”项下图像预处理和“2.2.3”项下提取其颜色
b＝200[f（ ）－f（ ）]
ï ï * Y Z 特征值，结果见表3。
ï ï î Yn Zn
从表 3 看出，在 RGB 颜色空间中，R、G、B 3 个特征
⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ （4）
值总体趋势是随着炮制程度的加深而降低的，这三者的
6
ì 1/3 3 降低造成干姜在炮制过程中随着炮制程度的加深而呈
ï ït ，if t＞（ ）
ï ï
f （t）＝ í 1 29 29 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ （5） 现外观明亮度的降低，即影响 L a b 颜色空间的 L 与 b ，
*
* *
*
*
4
2
ï ï （ ）t+ ，otherwise
ï ï 3 6 29 L 在炒炭过程中由 69.30±1.95 降低至 23.74±3.82，b 在
*
*
î
（3）HSV 颜色空间特征值提取：HSV 是一种比较直 炮制过程中由 32.29±1.74 降低至 9.75±0.66，这与干姜
观的颜色模型，它与人眼对颜色的主观认识相对比较符 在炮制过程中外观颜色由黄白色逐渐炭化变黑相吻合。
*
[15]
合 。HSV颜色空间由色调（H）、饱和度（S）、明度（V）这 而 a 有波动，但变化幅度较小，可能因为外观呈黑色以
3 个参数组成。其中 H 为颜色的基本属性，即为常用的 致红绿色变化不明显，因此无法在数值上体现炮制前后
的差异性。HSV 颜色空间中，H 由 261.15±6.63 降低至
颜色名称，如青色、品红、红色等；S 为颜色的鲜艳程度，
86.45±4.65，说明在炮制过程中饮片外观由淡黄色逐渐
饱和度越高则颜色越鲜艳，反之颜色越灰；V表示颜色的
变为棕褐色；S总体来说呈下降趋势，这与干姜在炮制过
明亮程度。转换公式如下：
程中黄色调逐渐消退从而导致饱和度降低相一致；V值
ì R
ï ï R′＝ 随着炮制过程的加深导致黑色面积逐渐增加而降低。
ï ï 255
*
ï ï G 在各颜色值的变化过程中（a 除外）发现，从生品到轻炭，
í G′＝ ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ （6）
ï ï 255 从轻炭到标炭，从标炭到重炭降低幅度依次减小，其中
ï ï B G、B、L 、S、V 从标炭饮片到重炭饮片反而有略微的增
*
ï ï B′＝ 255
î
加，这可能和不同炮制程度颜色比较接近，其中标炭饮
ì Cmax＝max（R′，G′，B′） 片和重炭饮片表面均为焦黑色或黑色，颜色更为接近，
ï ï
í Cmin＝min（R′，G′，B′） ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ （7）
ï ï 且黑色对于蓝绿色、饱和度区别不大，而出现数据比较
î Δ＝Cmax－Cmin
接近的原因。故需要结合多个指标进行综合判断分析。
ì 0°，Δ＝0
ï ï
ï G′－B′ 2.3 基于机器学习的干姜及其不同炮制程度姜炭的颜
ï
ï 60°×（ Δ +0），Cmax＝R′ 色定性判别分析
ï
ï ï
H＝ í B′－R′ ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ （8） 2.3.1 PCA 模型判别分析 本实验将干姜及其不同炮
ï ï 60°×（ Δ +2），Cmax＝G′
ï 制程度姜炭样品颜色特征作为输入变量，建立基于颜
ï
ï B′－R′ +4），Cmax＝B′
ï 60°×（
ï ï Δ 色特征的 PCA 模型判别。该 PCA 模型中当主成分数
î
表3 干姜及其不同程度姜炭的颜色特征值测定结果（x±s，n＝40）
样品 R G B L * a * b * H S V
干姜 184.98±4.70 168.23±5.49 110.15±7.58 69.30±1.95 －0.73±0.86 32.29±1.74 261.15±6.63 65.97±2.15 43.19±2.97
轻炭饮片 99.00±11.92 77.87±7.98 43.11±2.98 34.62±3.72 5.12±1.39 23.85±3.58 139.77±6.83 30.54±3.13 16.90±1.17
标炭饮片 68.05±10.63 54.37±8.02 31.10±4.82 23.74±3.82 3.25±1.23 16.89±2.88 96.08±15.01 21.32±3.15 12.20±1.89
重炭饮片 61.23±3.29 60.23±3.10 44.80±2.89 25.13±1.38 －2.13±0.44 9.75±0.66 86.45±4.65 23.62±1.21 17.57±1.13
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