隨著國家對于食品溯源體系建設的日益重視,商務部“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、電子結算、數據上傳為一體的終端設備,通過與物聯網技術的“嫁接”,已經成為了食品流通追溯體系中的關鍵一環。

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

本系統采用C/S架構模式,客戶端和服務端之間采用無線網絡進行數據通信,其中客戶端運行在嵌入式系統平臺上,負責果蔬銷售功能和果蔬圖像識別；服務端運行在PC機平臺上,負責對客戶端銷售的信息進行管理。本文主要工作內容和創新點如下：

(1)設計了果蔬溯源秤系統的整體方案,系統采用C/S架構,通過無線局域網,服務端軟件可以遠程管理客戶端上的數據。搭建了系統開發所必須的軟硬件開發環境,為開發溯源秤系統奠定了基礎。

(2)在自制的圖像采集平臺上,拍攝了六種光照環境下的13種果蔬圖像數據庫,共計1560張果蔬圖像。研究了果蔬圖像預處理算法,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。基于本文果蔬圖像數據庫的對比識別實驗,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)完成了溯源秤系統的客戶端軟件和服務端軟件的開發。客戶端軟件開發中重點研究了基于V4L2的圖像采集模塊的開發、稱重數據串口通信模塊的開發和基于wpa_supplicant的Linux Wi-Fi通信模塊開發；服務端軟件開發中詳細設計了溯源秤系統數據庫,開發了信息管理界面,制定了服務端與客戶端之間的通信協議,并且實現了基于Tcp協議的Socket通信編程。

(5)搭建了實地聯試環境,對整個系統進行了全面的功能測試。在測試中,系統運行良好、功能實現正確,驗證了本系統具有較高的實有價值。