作者gyboy38 (boy都不boy了)
看板Coffee
標題[其它] 以手機拍照，測量熟豆烘培度
時間Sat Feb 18 11:40:16 2023
烘豆者可能比較會注意到這個議題，
就是熟豆的豆表/粉色的差值，比較常見且科學的方式是用儀器去做量測。
例如市面上常見的CM100，是以NIR光譜分析。
操作方式是熟豆鋪平在容器內，用CM100量豆表的明亮度 ?
再把同一批豆子磨成粉，鋪平在相同容器內，以CM100量測，即為粉色。
剛好朋友有CM100，陸續拿一些自烘的豆子請他協助量測。
發現這個數值還滿有參考價值的，對於烘培的調整很有幫助。
但我買不下去，某天突然想到說不定有APP可以用。
就開始了以下實驗，以及這篇文章，
先說結論，這篇文章不是結果，只是開端。
步驟一、
先用M47的粉杯裝20g熟豆，以手機開強制閃光拍照。
手機是三星S20，拍照的時候用手機將杯口完全遮閉，確保粉杯內全黑。
將粉杯搖一搖再拍，總共拍三張。
https://imgur.com/jG6n0tp.jpg
再將同樣的20g熟豆磨成粉，刻度是38。
磨完之後搖一搖再拍一次，總共拍三張。
https://imgur.com/UtLuYPO.jpg
步驟二、
開啟手機內建的編輯軟體，將照片調整成黑白，並裁切成方形。
https://imgur.com/lTCF6la.jpg
https://imgur.com/MeBSSch.jpg
PS:我一開始沒有調成黑白，發現彩色照片太難分析了。
步驟三、
使用色彩分析APP，我是用Color Grab，
但應該只要能做color mapping的軟體都可以用。
把步驟二的黑白圖檔匯入app，做完mapping之後，
把每一種色號的比例抄下來，我是填寫到excel內。
https://imgur.com/39V1sx4.jpg
https://imgur.com/MtJyEin.jpg
https://imgur.com/OStEErl.jpg
然後用excel做簡單的計算，就可以算出整體明亮度。
注意，這裡的數字越大越白，越小越黑。
舉例來說，假設一張圖裡面，全白(明亮度100)佔50%、全黑(明亮度0)佔50%，
算出來的整體明亮度就是50
https://imgur.com/qffZZAD.jpg
前面有提到本文只是開端，是因為實驗結果與CM100雖然趨勢相同，
但是豆表與粉色差距不夠大，主要是粉色數值偏低，
應該是某些環節需要再調整。
雖然我是學光電半導體，也有上過色彩學，但還是卡關了。
集思廣益，應該能突破這一關，讓這個方法能運作。
https://imgur.com/HuOwCzS.jpg
這張圖表分別以CM100、手機量測了相同的五鍋自烘豆，都是同一種生豆。
附帶一提，CM100的量測上限值是120，但是APP的上限值是100。
PS: 另一個差異是CM100是將待測物鋪平容器，
用手機拍攝則是取20g熟豆，磨粉也是20g，這樣會造成粉的高度比熟豆低。
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1F：推 hi9060604: 好猛 02/18 11:50
2F：→ minipopy0314: 可以寫論文了 02/18 11:56
3F：推 soulivee: 加油，理論上以現在手機性能應該做得到 02/18 12:26
4F：推 janisyu: 有做三重複的話可以把標準差列上去？ 02/18 12:33
5F：推 DLGDAGG: 推認真 02/18 13:01
6F：推 INTHEWIND: 請問不同鏡頭不同系統拍出來的白平衡差異，會影響數值 02/18 13:05
7F：→ INTHEWIND: 嗎 02/18 13:05
8F：推 vi000246: 可是你換手機 這個實驗就不准了 02/18 13:05
9F：→ vi000246: 要盡量減少設備的誤差 02/18 13:06
10F：→ INTHEWIND: 還有粉杯內壁顏色材質的反光不知道有沒有影響 02/18 13:06
11F：→ INTHEWIND: 如果能做出來的話真的太棒了 02/18 13:07
12F：→ INTHEWIND: 我又想到不同的手機，好像可以用色卡或絕對的環境自我 02/18 13:08
13F：→ INTHEWIND: 校正 02/18 13:08
14F：推 soulivee: 應該有矯正色片之類來定標 02/18 14:09
15F：推 silver0314: 如果做標準色卡拍照上傳去校正參數 這大概要做人工智 02/18 14:15
16F：→ silver0314: 慧了 但感覺是可以試著做看看的題目 02/18 14:16
17F：→ gyboy38: 感謝大家參與討論，我原本也有想到換手機就不能套用。但 02/18 15:04
18F：→ gyboy38: 是有人提到校正、色卡，倒是提供這個問題的解決方向。 02/18 15:04
19F：→ gyboy38: 我去買agtron標準色卡，一樣用我的手機拍起來，轉成黑白 02/18 15:07
20F：→ gyboy38: 紀錄數值。其他人也做一樣的事情，就可以知道拍攝相同的 02/18 15:07
21F：→ gyboy38: 色卡下，不同拍攝設備的明亮度差異多少，在excel把這個 02/18 15:07
22F：→ gyboy38: 值補償進去，類似fitting的概念。 02/18 15:07
23F：推 mc3308321: 現在手機功能強大，似乎有很多自動校準，大大可以考慮 02/18 15:09
24F：→ mc3308321: 拍照前，在相同亮度下，拿一張白紙為相機做‘’對白‘ 02/18 15:10
25F：→ mc3308321: ’，如果可以進設定用進階模式固定對白後的參數，相信 02/18 15:10
26F：→ mc3308321: 能更精準 02/18 15:10
27F：→ gyboy38: 但是以上都是後話，現在瓶頸是在於我目前量測出來的數值 02/18 15:11
28F：→ gyboy38: ，沒辦法跟上CM100，我懷疑是NIR跟CCD的先天差距。 02/18 15:11
29F：→ gyboy38: mc大提到的問題也是我擔心的，手機偷偷去調整我拍的照片 02/18 15:14
30F：→ gyboy38: 。我再用數位相機試試看 02/18 15:14
31F：→ gyboy38: 回INTHE大，我有試過調成灰階，算出來豆表/豆粉的數值雖 02/18 15:22
32F：→ gyboy38: 然會跟黑白不一樣，但是色差值會相同 (豆表/粉色=色差) 02/18 15:22
33F：推 newererw: 好文 02/18 15:31
34F：推 YCL13: NIR可以分析化學成分，並不是單純只看表面的顏色或明亮度， 02/18 15:33
35F：→ YCL13: 廠商說的"焦糖化程度"就是指化學成分 02/18 15:33
36F：→ newererw: 拍照的環境不知道是否應該要限制成全黑？軟體要關閉白 02/18 15:33
37F：→ newererw: 平衡色溫等等 02/18 15:33
38F：→ gyboy38: YCL大，NIR只是近紅外線，其實就也是光線(只是人眼看不 02/18 15:44
39F：→ gyboy38: 到)，我是認為不太可能分析成分，他所謂的焦糖化，其實 02/18 15:44
40F：→ gyboy38: 就是咖啡豆顏色的深淺程度，分析成分可能要用化學氣相分 02/18 15:45
41F：→ gyboy38: 析那種很猛的儀器了。 02/18 15:45
42F：推 YCL13: 如果你不相信我說的，可用"NIR"和"化學分析"當關鍵字看會搜 02/18 15:47
43F：→ YCL13: 尋到什麼東西 02/18 15:47
44F：→ YCL13: PS.如果你google後看不懂的話，我可簡單解釋讓你懂 02/18 15:55
45F：→ gyboy38: YCL大，感謝您提供的資訊，我剛剛爬文，確實有用NIR檢測 02/18 16:17
46F：→ gyboy38: 食品的技術，我收回剛剛說的話。我想起學生時代，也有用 02/18 16:17
47F：→ gyboy38: X-ray做材料分析，將X-ray打在半導體材料上，特定材料會 02/18 16:17
48F：→ gyboy38: 吸收特定波長，反射不吸收的波長。不過我對於CM100有使 02/18 16:17
49F：→ gyboy38: 用這樣的技術是存疑，因為需要建模。 02/18 16:17
50F：推 YCL13: X-ray是對所有物質都有用，但NIR只對特定有機化學鍵結有用 02/18 16:33
51F：→ YCL13: ，所以只要鎖定焦糖相關鍵結的對應波長來分析，建模可能只 02/18 16:33
52F：→ YCL13: 要3~5個波長的NIR吸收值就夠了，所以相對簡單很多 02/18 16:34
53F：→ YCL13: 重點在只要能挑焦糖特有的鍵結波長而咖啡豆本身沒有的，那 02/18 16:35
54F：→ YCL13: 就可以建出還不錯的預測模型了 02/18 16:35
55F：→ gyboy38: 感謝說明，長知識了。我本來以為長波長能量比較低，不容 02/18 16:51
56F：→ gyboy38: 易把材料打出受激輻射，您解釋的很清楚。 02/18 16:51
57F：推 EricTao: 應該把同一批豆子拿照片去對照cm100 的結果 然後資料餵 02/18 20:06
58F：→ EricTao: 給ai吧？ 02/18 20:07
59F：推 z0160802: 想知道用失重率來評估焙度可靠嗎 02/18 22:18
60F：→ soulivee: 回樓上~同一支豆子同一種烘法可以參考~其實豆色粉色也只 02/18 22:33
61F：→ soulivee: 是"另一種"參考，自己在烘的話，拿下豆溫or時間 來定義 02/18 22:33
62F：→ soulivee: 也沒甚麼不行，也可以綜合評斷 02/18 22:34
63F：→ soulivee: 時間指的是發展期 02/18 22:34
64F：推 masala: 推研究精神，好強！ 02/18 22:52
65F：推 CJhang: 校色卡 採樣色階 選取範圍 應該可以算平均色值吧（？ 02/18 22:53
66F：推 CJhang: 只是CM100是拿近紅外線遮光 日常拍照要固定 色卡跟豆表的 02/18 23:01
67F：→ CJhang: 吸光與反光率 環境影響 都有點麻煩 02/18 23:01
68F：推 CJhang: 突然發現網路上有Agtron的RGB可以參考 02/18 23:07
69F：推 jnjh312: 手機鏡頭對準位置必須恆定 否則光源在杯內的二次反設也是 02/18 23:12
70F：→ jnjh312: 變因 02/18 23:12
71F：推 YCL13: 除了怎麼拍到每次都一樣的照片的操作技術問題外 02/18 23:16
72F：→ YCL13: 關於顏色分析，個人經驗是這種用RGB或灰階的效果普通，可以 02/18 23:16
73F：→ YCL13: 考慮先轉到HSI、HSV之類的色彩空間再分析 02/18 23:17
74F：推 chiugenius: CM100到底能不能測量焦糖化數值不重要，重要的是烘焙 02/19 00:01
75F：→ chiugenius: 賽是使用這台作為是否扣分的依據，其實測量焦糖化數 02/19 00:01
76F：→ chiugenius: 值也不重要，實務上數值一樣風味卻不一樣的烘焙手法是 02/19 00:01
77F：→ chiugenius: 做的到的 02/19 00:01