隨著國家對于食品溯源體系建設(shè)的日益重視,商務(wù)部“肉類蔬菜流通追溯體系”正在緊鑼密鼓的開展中。溯源秤作為集計量稱重、打印憑證、無線通訊、電子結(jié)算、數(shù)據(jù)上傳為一體的終端設(shè)備,通過與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“嫁接”,已經(jīng)成為了食品流通追溯體系中的關(guān)鍵一環(huán)。

目前傳統(tǒng)的溯源秤主要采用人工記憶輸入或二維碼標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽掃描的形式來輸入果蔬產(chǎn)品的類別信息,不僅需要耗費大量的人力物力成本,同時也不利于果蔬產(chǎn)品的自動售賣。為解決上述問題,本文開發(fā)研究了基于圖像處理的果蔬溯源秤系統(tǒng)。

本系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)模式,客戶端和服務(wù)端之間采用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,其中客戶端運行在嵌入式系統(tǒng)平臺上,負(fù)責(zé)果蔬銷售功能和果蔬圖像識別；服務(wù)端運行在PC機(jī)平臺上,負(fù)責(zé)對客戶端銷售的信息進(jìn)行管理。本文主要工作內(nèi)容和創(chuàng)新點如下：

(1)設(shè)計了果蔬溯源秤系統(tǒng)的整體方案,系統(tǒng)采用C/S架構(gòu),通過無線局域網(wǎng),服務(wù)端軟件可以遠(yuǎn)程管理客戶端上的數(shù)據(jù)。搭建了系統(tǒng)開發(fā)所必須的軟硬件開發(fā)環(huán)境,為開發(fā)溯源秤系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。

(2)在自制的圖像采集平臺上,拍攝了六種光照環(huán)境下的13種果蔬圖像數(shù)據(jù)庫,共計1560張果蔬圖像。研究了果蔬圖像預(yù)處理算法,提出了一種基于Lab顏色空間的K均值聚類圖像分割算法,與經(jīng)典分割算法的對比試驗顯示了本算法對于果蔬圖像分割的準(zhǔn)確性和光照魯棒性。

(3)深入研究了果蔬圖像的全局顏色直方圖特征和局部二值模式特征,比較了OAO、OAA和DAG這三種多類SVM算法。在此研究基礎(chǔ)之上,提出了一種基于顏色紋理特征的多類SVM果蔬識別算法?；诒疚墓邎D像數(shù)據(jù)庫的對比識別實驗,驗證了本文提出的GCH+LBP+OAO SVM果蔬識別算法的有效性和實用性。

(4)完成了溯源秤系統(tǒng)的客戶端軟件和服務(wù)端軟件的開發(fā)。客戶端軟件開發(fā)中重點研究了基于V4L2的圖像采集模塊的開發(fā)、稱重數(shù)據(jù)串口通信模塊的開發(fā)和基于wpa_supplicant的Linux Wi-Fi通信模塊開發(fā)；服務(wù)端軟件開發(fā)中詳細(xì)設(shè)計了溯源秤系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,開發(fā)了信息管理界面,制定了服務(wù)端與客戶端之間的通信協(xié)議,并且實現(xiàn)了基于Tcp協(xié)議的Socket通信編程。

(5)搭建了實地聯(lián)試環(huán)境,對整個系統(tǒng)進(jìn)行了全面的功能測試。在測試中,系統(tǒng)運行良好、功能實現(xiàn)正確,驗證了本系統(tǒng)具有較高的實有價值。