[发明专利]一种基于机器视觉的起泡葡萄酒褐变过程检测装置及方法

说明书

本发明提出了一种基于机器视觉的起泡葡萄酒褐变过程检测装置及方法，用以解决现有检测过程复杂，成本高，适用性不强的问题；利用智能手机的相机采集放置在采集箱底部的漫射光源面板上的样品，获得起泡葡萄酒的数字图像，通过机器视觉和图像处理技术对数字图像进行灰度化、二值化、腐蚀等处理，通过对图像RGB三个通道进行分析，将蓝色通道衰减百分比作为起泡葡萄酒的质量标记，其与420nm处的吸光度和5‑羟甲基‑2‑糠醛的含量高度相关。本发明仅需获取不同褐变阶段的起泡葡萄酒样本的透射图像，可同时进行多个品牌起泡葡萄酒样本的分析，避免复杂的样品处理，可进行多样品分析，速度快，成本低，无需昂贵的专业仪器及其它化学试剂。

技术领域

本发明涉及起泡葡萄酒褐变和图像处理的技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的起泡葡萄酒褐变过程检测装置及方法。

背景技术

现阶段，世界各地几乎都在生产起泡葡萄酒，消费者对起泡酒的好感和需求也在不断增长。起泡酒的原理是在酿好的酒中加入糖和酵母在封闭的容器中进行第二次酒精发酵，发酵过程产生的二氧化碳被限制在瓶中成为酒中气泡的来源(Serra-Cayuela A,Jourdes M,Riu-Aumatell M,et al.Kinetics of browning,phenolics,and 5-hydroxymethylfurfural in commercial sparkling wines.[J].Journal ofAgricultural&Food Chemistry,2014,62(5):1159-1166)。添加的酵母将添加的糖转化为酒精和二氧化碳，使得气泡产生翻腾，这是起泡葡萄酒的最重要的特征之一。

起泡葡萄酒消费量增长迅速，根据国际葡萄酒组织的统计，近年来起泡葡萄酒生产增长了40％，起泡酒葡萄酒占全球葡萄酒产量的8％。中国和美国成为推动这一增长的主力军。

西班牙卡瓦和法国香槟是最著名的起泡葡萄酒品牌。卡瓦是由传统方法生产的受原产地命名制度保护的高品质起泡酒。卡瓦酒所使用的葡萄经过严格挑选，在榨汁过程中必须十分小心，这样才能在理想的成熟度获取最佳的葡萄汁。而后将葡萄汁倒入不锈钢桶进行低温发酵，静置后再行品尝以确定其品质，并有选择地进行调配。进行完最后的调配后，将酒装入瓶中，并在酒柜中至少放置9个月，但通常这一存放期会更长。在此期间，葡萄酒将在瓶中产生二次发酵，形成了葡萄酒的复杂感官特性如香气、颜色和发泡性能，成为起泡酒，并产生酵母沉淀。当陈化期结束后，可将酵母菌小心取出，向瓶口注满同一批葡萄酒，用软木塞封口，并加上封条。此外，根据瓶中陈酿的持续时间，有两种不同的类别：至少15个月的Reserva，至少30个月的Gran Reserva(Serra-Cayuela A,Aguilera-Curiel M A,Riu-Aumatell M,et al.Browning during biological aging and commercial storage ofCava sparkling wine and the use of 5-HMF as a quality marker[J].Food ResearchInternational,2013,53(1):226-231)。除了提高葡萄质量，陈酿时间也会影响生产成本，陈酿葡萄酒的最终价格高于新葡萄酒。

在物理化学和感官特性方面，葡萄酒是一种动态产品，因此在生物陈酿和储存过程中会发生复杂的化学变化。这些化学变化可能引起感官特征的变化，特别是香气、风味和颜色(王玉峰.葡萄酒香气影响因素的研究[D].济南:山东轻工业学院,2010)。