[发明专利]基于数字图像处理的条形红富士苹果果实识别方法及系统

说明书

本发明提供一种基于数字图像处理的条形红富士苹果果实识别方法及系统，属于计算机视觉技术领域，获取待识别的果实的花萼处图像；将待识别的果实的花萼处图像与预先构建的果实纹理结构数据库中的图像进行逐一匹配，计算匹配成功的点对数量；根据匹配成功的点对数量计算匹配度；将匹配度与预设的匹配度阈值进行比较，根据比较结果确定待识别果实是否与预先构建的果实纹理结构数据库中的果实为同一果实。本发明根据花萼处图像具有的纹理结构特征进行识别，在尺度空间内计算极值点，并赋予方向、尺度、位置坐标信息，实现果实个体的精确识别，提高了识别准确率；降低农产品售卖成本，避免了使用纸质标签识别带来的信息被篡改、丢失及资源浪费的问题。

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域，具体涉及一种基于数字图像处理的条形红富士苹果果实识别方法及系统。

背景技术

采摘后的苹果初级产品在变成商品之前需要进行商品化处理，此过程对保证果品质量、方便贮运、促进销售等方面具有重要意义。苹果的商品化处理过程主要包括采收、挑选分级、清洗、打蜡、包装、预冷愈伤、防腐保鲜、贮藏、运输等环节。

苹果在采收后贮藏前需要一系列的技术处理，目前在实际生产过程中应用较多的技术处理有清洗打蜡处理、预贮愈伤处理、防腐保鲜处理等。经过这些技术的处理，一方面可以增强保鲜效果、延长贮藏期限，另一方面也可以减少病虫害及微生物引起的腐烂变质现象的发生，保证苹果商品的货架期。苹果较常见的贮藏方式主要为常温贮藏、低温贮藏和气调贮藏。因常温贮藏方式的贮藏期较短且易带来品质不佳的问题而未能大范围使用，其中机械冷藏约占45％，气调贮藏约占5％。

苹果的产地具有区域化，为了实现异地销售甚至是出口销售，运输即成为不可缺少的环节，冷链物流运输愈来愈受到关注，“从农田到餐桌”的冷链物流体系正在逐步完善。

苹果的商品化处理过程是一套完整的技术工艺，每个环节环环相扣，任何一个环节处理不当都有可能造成一定的损失。因此，为每一个苹果建立一个独一无二的“身份证”显得尤为重要，通过这个“身份证”可以实现对其经历的每一环节进行追踪。一方面消费者在购买时可以清楚地了解到此苹果经历的商品化处理过程，防止出现以次充好的现象，保证高品质苹果的价值；另一方面可以及时对出现问题的整个批次的苹果采取相应措施，如保鲜处理时通常使用1-MCP处理，但当1-MCP的浓度过高时，会加剧冷害并增加其腐烂率；低温贮藏时，由于苹果的低温贮藏温度带较窄，易受到冷害；气调贮藏时，若贮藏环境内氧气、二氧化碳的浓度没有控制在合适的范围内，易使苹果受到二氧化碳伤害或氧气伤害等，当出现此类问题时，能及时追溯到该苹果所经历的商品化处理过程，以便及时做出适当调整，提高苹果的采后商品化处理水平，提高商品质量。除此之外，当出现由苹果带来的食源性质量安全问题(如农药残留超标、有害元素污染等)时，可以对存在食用安全隐患的苹果实现精准快速追踪。

目前粘贴纸质标签是最易实现苹果身份标定的技术，即为每一个苹果粘贴独一无二的纸质标签。但该技术并不能保证在整个苹果采后商品化处理过程中做到实时追踪，一些处理过程可能会造成标签的脱落问题，进而使标签上的信息被篡改，如：清洗涂蜡、防腐保鲜等。此外，粘贴纸质标签使用的粘结剂会有少量的毒性，生产纸质标签也会浪费一定的自然资源(木材，水，能源)。另，传统粘贴纸质标签的方式实现苹果个体的识别，会增加时间、人力、物力等成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种根据苹果表面的纹理结构特征，基于数字图像处理来实现每个苹果的“身份”进行确认的基于数字图像处理的条形红富士苹果果实识别方法及系统，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一方面，本发明提供一种基于数字图像处理的条形红富士苹果果实识别方法，包括：

获取待识别的果实的花萼处图像；

将待识别的果实的花萼处图像与预先构建的果实纹理结构数据库中的图像进行逐一匹配，计算匹配成功的点对数量；