[其它] 以手机拍照,测量熟豆烘培度

楼主: gyboy38 (gyboy)   2023-02-18 11:40:16
烘豆者可能比较会注意到这个议题,
就是熟豆的豆表/粉色的差值,比较常见且科学的方式是用仪器去做量测。
例如市面上常见的CM100,是以NIR光谱分析。
操作方式是熟豆铺平在容器内,用CM100量豆表的明亮度 ?
再把同一批豆子磨成粉,铺平在相同容器内,以CM100量测,即为粉色。
刚好朋友有CM100,陆续拿一些自烘的豆子请他协助量测。
发现这个数值还满有参考价值的,对于烘培的调整很有帮助。
但我买不下去,某天突然想到说不定有APP可以用。
就开始了以下实验,以及这篇文章,
先说结论,这篇文章不是结果,只是开端。
步骤一、
先用M47的粉杯装20g熟豆,以手机开强制闪光拍照。
手机是三星S20,拍照的时候用手机将杯口完全遮闭,确保粉杯内全黑。
将粉杯摇一摇再拍,总共拍三张。
https://imgur.com/jG6n0tp.jpg
再将同样的20g熟豆磨成粉,刻度是38。
磨完之后摇一摇再拍一次,总共拍三张。
https://imgur.com/UtLuYPO.jpg
步骤二、
开启手机内建的编辑软件,将照片调整成黑白,并裁切成方形。
https://imgur.com/lTCF6la.jpg
https://imgur.com/MeBSSch.jpg
PS:我一开始没有调成黑白,发现彩色照片太难分析了。
步骤三、
使用色彩分析APP,我是用Color Grab,
但应该只要能做color mapping的软件都可以用。
把步骤二的黑白图档汇入app,做完mapping之后,
把每一种色号的比例抄下来,我是填写到excel内。
https://imgur.com/39V1sx4.jpg
https://imgur.com/MtJyEin.jpg
https://imgur.com/OStEErl.jpg
然后用excel做简单的计算,就可以算出整体明亮度。
注意,这里的数字越大越白,越小越黑。
举例来说,假设一张图里面,全白(明亮度100)占50%、全黑(明亮度0)占50%,
算出来的整体明亮度就是50
https://imgur.com/qffZZAD.jpg
前面有提到本文只是开端,是因为实验结果与CM100虽然趋势相同,
但是豆表与粉色差距不够大,主要是粉色数值偏低,
应该是某些环节需要再调整。
虽然我是学光电半导体,也有上过色彩学,但还是卡关了。
集思广益,应该能突破这一关,让这个方法能运作。
https://imgur.com/HuOwCzS.jpg
这张图表分别以CM100、手机量测了相同的五锅自烘豆,都是同一种生豆。
附带一提,CM100的量测上限值是120,但是APP的上限值是100。
PS: 另一个差异是CM100是将待测物铺平容器,
用手机拍摄则是取20g熟豆,磨粉也是20g,这样会造成粉的高度比熟豆低。
作者: hi9060604 (3345678)   2023-02-18 11:50:00
好猛
作者: minipopy0314 (Galaxy)   2023-02-18 11:56:00
可以写论文了
作者: soulivee (Lyz)   2023-02-18 12:26:00
加油,理论上以现在手机性能应该做得到
作者: janisyu (Janis)   2023-02-18 12:33:00
有做三重复的话可以把标准差列上去?
作者: DLGDAGG (看两年总算有帐号)   2023-02-18 13:01:00
推认真
作者: INTHEWIND (风中蟾蜍)   2023-02-18 13:05:00
请问不同镜头不同系统拍出来的白平衡差异,会影响数值吗
作者: vi000246 (Vi)   2023-02-18 13:05:00
可是你换手机 这个实验就不准了要尽量减少设备的误差
作者: INTHEWIND (风中蟾蜍)   2023-02-18 13:06:00
还有粉杯内壁颜色材质的反光不知道有没有影响如果能做出来的话真的太棒了我又想到不同的手机,好像可以用色卡或绝对的环境自我校正
作者: soulivee (Lyz)   2023-02-18 14:09:00
应该有矫正色片之类来定标
作者: silver0314 (胤衡)   2023-02-18 14:15:00
如果做标准色卡拍照上传去校正参数 这大概要做人工智能了 但感觉是可以试着做看看的题目
楼主: gyboy38 (gyboy)   2023-02-18 15:04:00
感谢大家参与讨论,我原本也有想到换手机就不能套用。但是有人提到校正、色卡,倒是提供这个问题的解决方向。我去买agtron标准色卡,一样用我的手机拍起来,转成黑白纪录数值。其他人也做一样的事情,就可以知道拍摄相同的色卡下,不同拍摄设备的明亮度差异多少,在excel把这个值补偿进去,类似fitting的概念。
作者: mc3308321 (阿阿阿阿)   2023-02-18 15:09:00
现在手机功能强大,似乎有很多自动校准,大大可以考虑拍照前,在相同亮度下,拿一张白纸为相机做‘’对白‘’,如果可以进设定用进阶模式固定对白后的参数,相信能更精准
楼主: gyboy38 (gyboy)   2023-02-18 15:11:00
但是以上都是后话,现在瓶颈是在于我目前量测出来的数值,没办法跟上CM100,我怀疑是NIR跟CCD的先天差距。mc大提到的问题也是我担心的,手机偷偷去调整我拍的照片。我再用数位相机试试看回INTHE大,我有试过调成灰阶,算出来豆表/豆粉的数值虽然会跟黑白不一样,但是色差值会相同 (豆表/粉色=色差)
作者: newererw (认识是感情的开始)   2023-02-18 15:31:00
好文
作者: YCL13 (静默)   2023-02-18 15:33:00
NIR可以分析化学成分,并不是单纯只看表面的颜色或明亮度,厂商说的"焦糖化程度"就是指化学成分
作者: newererw (认识是感情的开始)   2023-02-18 15:33:00
拍照的环境不知道是否应该要限制成全黑?软件要关闭白平衡色温等等
楼主: gyboy38 (gyboy)   2023-02-18 15:44:00
YCL大,NIR只是近红外线,其实就也是光线(只是人眼看不到),我是认为不太可能分析成分,他所谓的焦糖化,其实就是咖啡豆颜色的深浅程度,分析成分可能要用化学气相分析那种很猛的仪器了。
作者: YCL13 (静默)   2023-02-18 15:47:00
如果你不相信我说的,可用"NIR"和"化学分析"当关键字看会搜寻到什么东西PS.如果你google后看不懂的话,我可简单解释让你懂
楼主: gyboy38 (gyboy)   2023-02-18 16:17:00
YCL大,感谢您提供的资讯,我刚刚爬文,确实有用NIR检测食品的技术,我收回刚刚说的话。我想起学生时代,也有用X-ray做材料分析,将X-ray打在半导体材料上,特定材料会吸收特定波长,反射不吸收的波长。不过我对于CM100有使用这样的技术是存疑,因为需要建模。
作者: YCL13 (静默)   2023-02-18 16:33:00
X-ray是对所有物质都有用,但NIR只对特定有机化学键结有用,所以只要锁定焦糖相关键结的对应波长来分析,建模可能只要3~5个波长的NIR吸收值就够了,所以相对简单很多重点在只要能挑焦糖特有的键结波长而咖啡豆本身没有的,那就可以建出还不错的预测模型了
楼主: gyboy38 (gyboy)   2023-02-18 16:51:00
感谢说明,长知识了。我本来以为长波长能量比较低,不容易把材料打出受激辐射,您解释的很清楚。
作者: EricTao   2023-02-18 20:06:00
应该把同一批豆子拿照片去对照cm100 的结果 然后资料喂给ai吧?
作者: z0160802 (水生活)   2023-02-18 22:18:00
想知道用失重率来评估焙度可靠吗
作者: soulivee (Lyz)   2023-02-18 22:33:00
回楼上~同一支豆子同一种烘法可以参考~其实豆色粉色也只是"另一种"参考,自己在烘的话,拿下豆温or时间 来定义也没什么不行,也可以综合评断时间指的是发展期
作者: masala (masala.zone)   2023-02-18 22:52:00
推研究精神,好强!
作者: CJhang (Civil Jobs)   2023-02-18 22:53:00
校色卡 采样色阶 选取范围 应该可以算平均色值吧(?只是CM100是拿近红外线遮光 日常拍照要固定 色卡跟豆表的吸光与反光率 环境影响 都有点麻烦突然发现网络上有Agtron的RGB可以参考
作者: jnjh312 (Sun)   2023-02-18 23:12:00
手机镜头对准位置必须恒定 否则光源在杯内的二次反设也是变因
作者: YCL13 (静默)   2023-02-18 23:16:00
除了怎么拍到每次都一样的照片的操作技术问题外关于颜色分析,个人经验是这种用RGB或灰阶的效果普通,可以考虑先转到HSI、HSV之类的色彩空间再分析
作者: chiugenius (Lin)   2023-02-19 00:01:00
CM100到底能不能测量焦糖化数值不重要,重要的是烘焙赛是使用这台作为是否扣分的依据,其实测量焦糖化数值也不重要,实务上数值一样风味却不一样的烘焙手法是做的到的

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