茶品辨别方法、装置及电子舌与流程

本发明涉及电子舌技术领域，尤其涉及一种茶品辨别方法、装置及电子舌。

背景技术：

在一些应用场景下，通常需要对茶品的特性进行检测辨别，例如，通常会采用ph检测计、粘度计、甜度计等辨别茶品特性，或者，采用电子舌辨别茶品特性。

上述采用ph检测计、粘度计、甜度计等辨别茶品特性，难以区分出相似茶品的类别(例如，属于红茶还是绿茶)，而采用电子舌辨别茶品特性时仅仅能够给出特定的几个指标，对于复杂的混合成分的茶品，难以给出完整的鉴定。

相关技术中存在不能够识别茶品的类别，茶品检测效果不佳的技术问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种茶品辨别方法、装置及电子舌，能够精准地识别出茶品属于的类别，有效提升茶品检测效果。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的茶品辨别方法，应用于电子舌中，所述电子舌配置有单支的电极，包括：采用所述单支的电极对茶品施加变频激励信号；获得所述茶品对所述变频激励信号的响应数据；根据所述响应数据确定所述茶品属于的类别。

本发明第一方面实施例提出的茶品辨别方法，通过采用单支的电极对茶品施加变频激励信号，并获得茶品对变频激励信号的响应数据，以及根据响应数据确定茶品属于的类别，能够精准地识别出茶品属于的类别，有效提升茶品检测效果。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的茶品辨别装置，应用于电子舌中，所述电子舌配置有单支的电极，包括：处理模块，用于采用所述单支的电极对茶品施加变频激励信号；获取模块，用于获得所述茶品对所述变频激励信号的响应数据；确定模块，用于根据所述响应数据确定所述茶品属于的类别。

本发明第二方面实施例提出的茶品辨别装置，通过采用单支的电极对茶品施加变频激励信号，并获得茶品对变频激励信号的响应数据，以及根据响应数据确定茶品属于的类别，能够精准地识别出茶品属于的类别，有效提升茶品检测效果。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出的电子舌，包括：本发明第二方面实施例提出的茶品辨别装置。

本发明第三方面实施例提出的电子舌，通过采用单支的电极对茶品施加变频激励信号，并获得茶品对变频激励信号的响应数据，以及根据响应数据确定茶品属于的类别，能够精准地识别出茶品属于的类别，有效提升茶品检测效果。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例提出的茶品辨别方法的流程示意图；

图2是本发明另一实施例提出的茶品辨别方法的流程示意图；

图3为本发明实施例中阻抗数据示意图；

图4为本发明实施例中另一阻抗数据示意图；

图5为本发明实施例中一可视化视图示意图；

图6为本发明实施例中另一可视化视图示意图；

图7是本发明一实施例提出的茶品辨别装置的结构示意图；

图8是本发明另一实施例提出的茶品辨别装置的结构示意图；

图9是本发明一实施例提出的电子舌的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

为了解决相关技术中存在不能够识别茶品的类别，茶品检测效果不佳的技术问题，本发明实施例提供一种茶品辨别方法，应用于电子舌中，电子舌配置有单支的电极，通过采用单支的电极对茶品施加变频激励信号，并获得茶品对变频激励信号的响应数据，以及根据响应数据确定茶品属于的类别，能够精准地识别出茶品属于的类别，有效提升茶品检测效果。

图1是本发明一实施例提出的茶品辨别方法的流程示意图。

应用于电子舌中，电子舌配置有单支的电极。

本发明实施例中单支的电极具体可以采用单支20对电极的叉指电极，电极镀层为au/ni/cu，对此不作限制。

参见图1，该方法包括：

s101：采用单支的电极对茶品施加变频激励信号。

在具体执行的过程中，单支的电极具体可以采用单支20对电极的叉指电极，电极镀层为au/ni/cu，采用单支20对电极的叉指电极对茶品施加变频激励信号，例如，通过chi660e电化学工作站经由单支20对电极的叉指电极向茶品施加扰动电压为5mv，频率范围为0.1hz到105hz的变频激励信号，从而辅助后续获得茶品对变频激励信号的响应数据。

其中的样品可以是预先配置的样品。

在具体执行的过程中，可以首先使用普通的方法对茶品进行冲泡，绿茶使用铁观音，红茶使用普洱，步骤为：称取1g茶叶，然后加入沸水进行冲泡，放置五分钟后，取均一茶汤部分备用，冲泡过程使用的热水量分别为50ml，100ml，200ml，400ml和500ml，且每个相同热水量的样品的做一组平行样品，待茶汤冷却至室温后，进行测试。

基于上述预先配置的样品，本发明实施例的样品可以包括五组，各组对应的热水量分别为50ml，100ml，200ml，400ml和500ml，各组中分别包括一个样品，和对应的平行样品，该平行样品可以用于进行测试结果的校验。

在确定上述的样品之后，可以采用单支的电极对茶品施加变频激励信号，本发明实施例中，正是通过采用了单支的电极驱动茶品检测，由此，使得易于维护，同时，能够有效降低检测所需设备的硬件成本。

s102：获得茶品对变频激励信号的响应数据。

在具体执行的过程中，可以获得茶品基于不同频率的变频激励信号的响应信号相关的电参数并作为响应数据，相关的电参数例如电压或者电阻等，对此不作限制。

而本发明实施例中，可以将茶品基于不同频率的变频激励信号的阻抗数据，作为响应数据，更具体地，阻抗数据可以包括：阻抗的实部和虚部，通过将阻抗数据作为响应数据，检测较为简便易获取，并且具有较强的区分度，能够有效地呈现出不同类别茶品的电化学特性。

s103：根据响应数据确定茶品属于的类别。

茶品属于的类别可以例如为红茶或者绿茶。

在具体执行的过程中，当获得茶品对变频激励信号的响应数据，可以将响应数据输入预设的数据模型，根据该预设的数据模型的输出确定茶品属于的类别，其中，预设的数据模型可以预先学习到不同的响应数据和相应的茶品类别之间的对应关系，对此不作限制。

而本发明实施例中，可以根据响应数据，确定茶品中各目标成分对应的响应参数，其中的目标成分可以是基于阻抗数据所选取的(本发明实施例中，对所有的阻抗数据进行主成分分析(principalcomponentsanalysis，pca)降维计算后，得到相应的协方差矩阵，并根据该协方差矩阵确定目标成分)，而后，将目标成分的响应参数(例如为目标成分的特征向量，并将特征向量作为响应参数)，从而，根据响应参数，确定茶品属于的类别。

由于将主成分分析pca降维的思路引入茶品检测鉴别的过程中，由于减少了数据集的维数，同时保持数据集的对方差贡献最大的特征，因此，在有效保障检测精准度的情况下，能够简化运算处理逻辑，有效提升检测效率。

本实施例中，通过采用单支的电极对茶品施加变频激励信号，并获得茶品对变频激励信号的响应数据，以及根据响应数据确定茶品属于的类别，能够精准地识别出茶品属于的类别，有效提升茶品检测效果。

图2是本发明另一实施例提出的茶品辨别方法的流程示意图。

s201：采用单支的电极对茶品施加变频激励信号。

在具体执行的过程中，单支的电极具体可以采用单支20对电极的叉指电极，电极镀层为au/ni/cu，采用单支20对电极的叉指电极对茶品施加变频激励信号，例如，通过chi660e电化学工作站经由单支20对电极的叉指电极向茶品施加扰动电压为5mv，频率范围为0.1hz到105hz的变频激励信号，从而辅助后续获得茶品对变频激励信号的响应数据。

其中的样品可以是预先配置的样品。

在具体执行的过程中，可以首先使用普通的方法对茶品进行冲泡，绿茶使用铁观音，红茶使用普洱，步骤为：称取1g茶叶，然后加入沸水进行冲泡，放置五分钟后，取均一茶汤部分备用，冲泡过程使用的热水量分别为50ml，100ml，200ml，400ml和500ml，且每个相同热水量的样品的做一组平行样品，待茶汤冷却至室温后，进行测试。

基于上述预先配置的样品，本发明实施例的样品可以包括五组，各组对应的热水量分别为50ml，100ml，200ml，400ml和500ml，各组中分别包括一个样品，和对应的平行样品，该平行样品可以用于进行测试结果的校验。

在确定上述的样品之后，可以采用单支的电极对茶品施加变频激励信号，本发明实施例中，正是通过采用了单支的电极驱动茶品检测，由此，使得易于维护，同时，能够有效降低检测所需设备的硬件成本。

s202：获得茶品对变频激励信号的响应数据。

在具体执行的过程中，可以获得茶品基于不同频率的变频激励信号的响应信号相关的电参数并作为响应数据，相关的电参数例如电压或者电阻等，对此不作限制。

而本发明实施例中，可以将茶品基于不同频率的变频激励信号的阻抗数据，作为响应数据，更具体地，阻抗数据可以包括：阻抗的实部和虚部，通过将阻抗数据作为响应数据，检测较为简便易获取，并且具有较强的区分度，能够有效地呈现出不同类别茶品的电化学特性。

参见图3，图3为本发明实施例中阻抗数据示意图，包括：茶品基于不同频率的变频激励信号下的阻抗的实部和虚部，本实施例中可以根据阻抗的实部和虚部形成交流阻抗图谱，采用空间直角坐标轴的形式呈现阻抗的实部和虚部，以x坐标为频率，y坐标为阻抗的实部z’，z坐标为阻抗的虚部进行示例，参见图3中，各线条描述一个频率和对应阻抗的实部和虚部之间的对应关系，不同的线条表示不同热水量的样品。

s203：根据茶品的阻抗数据，确定茶品中各目标成分对应的特征向量，并将特征向量作为响应参数。

可以根据响应数据，确定茶品中各目标成分对应的响应参数，其中的目标成分可以是基于阻抗数据所选取的(本发明实施例中，对所有的阻抗数据进行主成分分析(principalcomponentsanalysis，pca)降维计算后，得到相应的协方差矩阵，并根据该协方差矩阵确定目标成分)，而后，将目标成分的响应参数(例如为目标成分的特征向量，并将特征向量作为响应参数)，从而，根据响应参数，确定茶品属于的类别。

由于将主成分分析pca降维的思路引入茶品检测鉴别的过程中，由于减少了数据集的维数，同时保持数据集的对方差贡献最大的特征，因此，在有效保障检测精准度的情况下，能够简化运算处理逻辑，有效提升检测效率。

s204：根据各目标成分对应的特征向量，对茶品的阻抗数据进行聚类处理。

在具体执行的过程中，根据各目标成分对应的特征向量，对茶品的阻抗数据进行聚类处理，包括：采用主成分分析法对阻抗数据进行降维处理；根据各目标成分对应的特征向量，对降维处理的阻抗数据进行聚类处理。

作为一种示例，在上述图3所示的基础上，采用空间直角坐标轴的形式呈现阻抗的实部和虚部，以x坐标为频率，y坐标为阻抗的实部z’，z坐标为阻抗的虚部进行示例，参见图3中，各线条描述一个频率和对应阻抗的实部和虚部之间的对应关系，不同的线条表示不同热水量的样品，由此，采用主成分分析法对阻抗数据进行降维处理；根据各目标成分对应的特征向量，对降维处理的阻抗数据进行聚类处理，聚类处理后的结果形成的阻抗数据示意图可以参见图4，图4为本发明实施例中另一阻抗数据示意图，在图4中，选择目标成分的特征向量作为坐标轴进行数据的投影，对降维处理的阻抗数据进行聚类处理，可以看出将降维处理的阻抗数据划分至了不同的类别，表明降维处理的阻抗数据所属的样品属于不同的类别。

s205：根据聚类的结果，确定茶品属于的类别。

在具体执行的过程中，根据聚类的结果生成可视化视图，从而根据可视化视图确定茶品属于的类别，由此使得聚类的结果更为直观，便于鉴别用户快速地区分出茶品属于的类别，有效提升测试辨别结果的呈现效果，提升用户使用体验度。

一并参见图5和图6，图5为本发明实施例中一可视化视图示意图，图6为本发明实施例中另一可视化视图示意图，假设目标成分包含成分pc1、成分pc2、成分pc3，图5中描述的是选取pc1和pc2作为坐标轴将数据进行二维投影，将样品进行聚类分析，获得的可视化结果，不同的红茶与绿茶的样品之间可以进行很好的区分，可以作为结果输出；图6中描述的是选取pc1和pc3作为坐标轴将数据进行二维投影，将样品进行聚类分析，获得的可视化结果。

本实施例中，通过采用单支的电极对茶品施加变频激励信号，并获得茶品对变频激励信号的响应数据，以及根据响应数据确定茶品属于的类别，能够精准地识别出茶品属于的类别，有效提升茶品检测效果。由于将主成分分析pca降维的思路引入茶品检测鉴别的过程中，由于减少了数据集的维数，同时保持数据集的对方差贡献最大的特征，因此，在有效保障检测精准度的情况下，能够简化运算处理逻辑，有效提升检测效率。根据聚类的结果生成可视化视图，从而根据可视化视图确定茶品属于的类别，由此使得聚类的结果更为直观，便于鉴别用户快速地区分出茶品属于的类别，有效提升测试辨别结果的呈现效果，提升用户使用体验度。

图7是本发明一实施例提出的茶品辨别装置的结构示意图。

应用于电子舌中，电子舌配置有单支的电极。

参见图7，该装置700包括：

处理模块701，用于采用单支的电极对茶品施加变频激励信号；

获取模块702，用于获得茶品对变频激励信号的响应数据；

确定模块703，用于根据响应数据确定茶品属于的类别。

可选地，一些实施例中，参见图8，确定模块703，包括：

第一确定子模块7031，用于根据响应数据，确定茶品中各目标成分对应的响应参数；

第二确定子模块7032，用于根据响应参数，确定茶品属于的类别。

可选地，一些实施例中，响应数据为茶品的阻抗数据，第一确定子模块7031，具体用于：

根据茶品的阻抗数据，确定茶品中各目标成分对应的特征向量，并将特征向量作为响应参数。

可选地，一些实施例中，第二确定子模块7032，具体用于：

根据各目标成分对应的特征向量，对茶品的阻抗数据进行聚类处理；

根据聚类的结果，确定茶品属于的类别。

可选地，一些实施例中，第二确定子模块7032，具体用于：

采用主成分分析法对阻抗数据进行降维处理；

根据各目标成分对应的特征向量，对降维处理的阻抗数据进行聚类处理。

可选地，一些实施例中，第二确定子模块7032，具体用于：

根据聚类的结果生成可视化视图，从而根据可视化视图确定茶品属于的类别。

需要说明的是，前述图1-图6实施例中对茶品辨别方法实施例的解释说明也适用于该实施例的茶品辨别装置700，其实现原理类似，此处不再赘述。

本实施例中，通过采用单支的电极对茶品施加变频激励信号，并获得茶品对变频激励信号的响应数据，以及根据响应数据确定茶品属于的类别，能够精准地识别出茶品属于的类别，有效提升茶品检测效果。

图9是本发明一实施例提出的电子舌的结构示意图。

参见图9，该电子舌900包括：

上述图7所示实施例中的茶品辨别装置700。

需要说明的是，前述图1-图6实施例中对茶品辨别方法实施例的解释说明也适用于该实施例的电子舌900，其实现原理类似，此处不再赘述。

本实施例中，通过采用单支的电极对茶品施加变频激励信号，并获得茶品对变频激励信号的响应数据，以及根据响应数据确定茶品属于的类别，能够精准地识别出茶品属于的类别，有效提升茶品检测效果。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。