张一凡，周苏娟，孟 江，左 蓉，林华坚，孙 悦，王淑美[.广东药科大学中药学院/国家中医药管理局中药数字化质量评价技术重点研究室/广东高校(省)中药质量工程技术研究中心，广州 50006；.广东药科大学信息工程学院，广州 50006]

    姜炭是干姜炒炭后的炮制品，味苦而涩，其性守而不走，长于温经止血，是临床治疗虚寒性出血症的经典温里止血药[1]。目前对姜炭的质量控制，2020年版《中国药典》的标准为“表面焦黑色，内部棕褐色，体轻，质松脆。味微苦，微辣。以含6-姜辣素(C17H26O4)计不得少于0.050%，浸出物不得少于26.0%”[1]。颜色气味等指标存在主观性较强、易受到周围环境的影响和标准不一致等问题[2]。化学成分的含量测定，能在一定程度上反映饮片质量，但其测定耗时耗力，同时化学试剂会对环境造成一定的污染，另外饮片的颜色气味和药效成分的相关性不清楚。

    机器视觉也称为计算机视觉，是一门涉及人工智能、神经生物学、计算机科学、图像处理及模式识别等多个领域的科学[3]。机器学习是一门人工智能的科学，研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能[4]。机器视觉融合机器学习(即机器视觉系统)可以把图像信息数字化，同时利用计算机模拟人的判别准则去理解和识别图像信息，达到分析图像和成分间关系并做出结论的目的，最终用于饮片实际鉴别和质量控制。目前机器视觉系统在中药饮片的定性定量分析中得到广泛应用[5―8]。

    姜炭的主要化学成分为姜酚、姜烯酚、姜酮等姜辣素类成分，现代药理研究表明，姜辣素(6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚)可以促进血液循环，抑制血栓和血小板聚集，而姜烯酚和姜酮具有良好的抗氧化和抗炎活性[9―12]。因此，本文选择6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚、姜酮、6-姜烯酚为姜炭不同炮制程度饮片的指标性成分，采用高效液相色谱(HPLC)法测定这5个成分含量，再通过机器视觉系统对饮片颜色特征进行数字化信息处理，再利用主成分分析(principal component analysis，PCA)、线性判别分析(principal component analysis，LDA)、偏最小二乘法-判别分析(partial least squares-discriminant analysis，PLSDA)和支持向量机(support vector machine，SVM)等机器学习算法建立基于饮片外观颜色的定性判别模型和颜色-成分的定量模型，对不同炮制程度姜炭进行定性、定量分析，为姜炭炮制程度控制和质量评价提供参考依据 ......