中国茶叶按照制作工艺不同共分为6类,不同品种的茶叶具有特定的外形与色泽。由于茶叶品种繁多,对其进行辨识时容易出错,甚至根本无法识别茶叶的品种,严重阻碍了茶叶爱好者深入了解茶文化知识,对茶叶的鉴别和归类成为一项复杂而重要的工作。目前,人们对茶叶的鉴定主要依靠人工鉴定、光谱鉴定、荧光鉴定等方式,各种鉴定方法均有不足之处。
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如:人工鉴定识别速度较慢且不能实现自动操作,光谱鉴定和荧光鉴定的准确性不高且操作复杂。为此,项目组提取了茶叶的特征模型,并对其进行大量数据的训练;利用人工智能技术和深度学习技术对茶叶进行鉴定,开发出一款能够快速、准确识别茶叶品种且具有赏析茶文化功能的微信小程序。
用户需求分析为了给茶叶爱好者提供一个易于理解、易于使用的系统,对用户的期望进行分析,确定系统的功能,具体包括:
①准确识别茶叶品种,且操作系统简洁、方便,具备拍照、文字或语音输入功能;
②进行与茶生活相关的交流互动;
③茶文化、茶工艺技术资源获取;
④茶经济分析与述评。由用户需求分析可知,茶爱好者期望的主要功能在于无处不在的信息交流、便利的获取方式、学习茶文化的新型途径、自适应用户对茶文化的学习,并且操作系统人性化,有良好的用户体验。由于功能实现主要依赖用户输入信息的获取,准确识别茶品种是开发的关键。由图1可知,识图知茶是联系茶文化、茶经济等信息的纽带,它是目前通信环境条件下联系各种需求的一个窗口核心要素
总体架构设计软件总体架构设计分为人机交互界面、模块层和系统资源层(图3)。人机交互界面实现图像的选择、导入与显示。系统资源层可实现茶叶信息的存储。模块层设计分为茶文化模块、AI识别模块、茶叶信息模块、知识竞答模块4个部分,各模块通过底部菜单栏进行切换。①茶文化模块:主要以浏览文章为主,是集丰富多彩的个性化展示于一体的综合性模块。②AI识别模块:提供拍照、上传和语音识别功能,经识别可快速获取茶叶信息。③茶叶信息模块:基于IMAGENET模型的训练结果,利用Jsoup技术爬取不同的图片,构建茶叶信息展示页面。④知识竞答模块:提供新的学习途径,引导受众用户从新颖创新的角度了解茶文化,帮助用户更深入、更全面地认知茶叶,培养用户的茶道文化。
3.1人机交互UI设计(1)页面布局。要求简化主界面布局和导航机制,突出核心功能,在底部栏加以显示。通过查询结果界面,可快速了解茶叶信息,并提供详细链接和购买链接。(2)交互方式。以点按和滑动2种方式为主,尽量不使用复杂的交互方式,降低用户的学习成本。(3)配色设计。根据产品定位,青少年视力正处于发育期,老年人群的视力减弱,在配色中规避了对比色及高亮度、强刺激的颜色