隨著國(guó)家對(duì)于食品溯源體系建設(shè)的日益重視,商務(wù)部“肉類(lèi)蔬菜流通追溯體系”正在緊鑼密鼓的開(kāi)展中。溯源秤作為集計(jì)量稱(chēng)重、打印憑證、無(wú)線(xiàn)通訊、電子結(jié)算、數(shù)據(jù)上傳為一體的終端設(shè)備,通過(guò)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(lái)輸入果蔬產(chǎn)品的類(lèi)別信息,不僅需要耗費(fèi)大量的人力物力成本,同時(shí)也不利于果蔬產(chǎn)品的自動(dòng)售賣(mài)。為解決上述問(wèn)題,本文開(kāi)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(hù)端和服務(wù)端之間采用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,其中客戶(hù)端運(yùn)行在嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)上,負(fù)責(zé)果蔬銷(xiāo)售功能和果蔬圖像識(shí)別；服務(wù)端運(yùn)行在PC機(jī)平臺(tái)上,負(fù)責(zé)對(duì)客戶(hù)端銷(xiāo)售的信息進(jìn)行管理。本文主要工作內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下：

(1)設(shè)計(jì)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(guò)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng),服務(wù)端軟件可以遠(yuǎn)程管理客戶(hù)端上的數(shù)據(jù)。搭建了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)所必須的軟硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境,為開(kāi)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(tái)上,拍攝了六種光照環(huán)境下的13種果蔬圖像數(shù)據(jù)庫(kù),共計(jì)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(lèi)圖像分割算法,與經(jīng)典分割算法的對(duì)比試驗(yàn)顯示了本算法對(duì)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(lèi)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(lèi)SVM果蔬識(shí)別算法。基于本文果蔬圖像數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)比識(shí)別實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本文提出的GCH+LBP+OAO SVM果蔬識(shí)別算法的有效性和實(shí)用性。

(4)完成了溯源秤系統(tǒng)的客戶(hù)端軟件和服務(wù)端軟件的開(kāi)發(fā)?？蛻?hù)端軟件開(kāi)發(fā)中重點(diǎn)研究了基于V4L2的圖像采集模塊的開(kāi)發(fā)、稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)串口通信模塊的開(kāi)發(fā)和基于wpa_supplicant的Linux Wi-Fi通信模塊開(kāi)發(fā)；服務(wù)端軟件開(kāi)發(fā)中詳細(xì)設(shè)計(jì)了溯源秤系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),開(kāi)發(fā)了信息管理界面,制定了服務(wù)端與客戶(hù)端之間的通信協(xié)議,并且實(shí)現(xiàn)了基于Tcp協(xié)議的Socket通信編程。

(5)搭建了實(shí)地聯(lián)試環(huán)境,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了全面的功能測(cè)試。在測(cè)試中,系統(tǒng)運(yùn)行良好、功能實(shí)現(xiàn)正確,驗(yàn)證了本系統(tǒng)具有較高的實(shí)有價(jià)值。