CN102663462A - 一种用于识别肉类激光码的手持式终端机 - Google Patents

Abstract

一种用于识别肉类激光码的手持式终端机，包括外壳、摄像头、显示屏、键盘、CPU、存储卡、电池，其特征在于：手持终端机通过摄像头获取激光码图像，对所述激光码图像依次进行图形定位、旋转、缩放、调节对比度、二值化的处理，识别所述激光码，所述手持式终端机在识别所述激光码后，依据激光码的编译原则对所述激光码进行翻译。

Description

一种用于识别肉类激光码的手持式终端机

技术领域

本发明涉及食品安全追溯领域，特别是一种用于识别肉类激光码的手持式终端机和肉类追溯方法。 

背景技术

在生猪生产、屠宰、流通、监管领域，因为技术手段的落后，私屠乱宰、注水猪、病死猪、瘦肉精等现象层出不穷，猪肉市场监管中“一猪多宰”、倒票、假票等问题时有发生，问题猪肉严重危害人民群众的身体健康。特别是延续了几十年不变的蓝色证章制度，“动检章”和“质检章”不清晰，造假手段极为简单，且印章污染了猪肉表皮，大大降低了猪皮的价值，企业还要为此支付蓝章的耗材和人工费用。这种传统方式，缺乏有效的稽查手段，不能实现生产流通的全程监控。问题猪肉上了老百姓餐桌，严重危害了人民群众的身体健康和生命安全！ 

鉴于猪肉生产流通中所出现的种种问题，为贯彻落实《食品安全法》、《农产品质量安全法》、《生猪屠宰管理条例》等法律法规，在中央财政支持下，商务部自2010年起，对有条件的城市进行“肉类蔬菜流通追溯体系建设”试点工作，以解决肉类蔬菜流通来源追溯难、去向查证难等问题，提高肉类蔬菜流通的组织化、信息化水平，增强食品安全保障能力。为此，商务部在试点工作的基础上，颁发了《SB/T10570-2010片猪肉激光灼刻标识码印应用规范》，拟在指导行业的发展及技术进步。 

从中国国情出发的产品可追溯系统林林总总，大多数已趋向成熟。但生猪屠宰行业信息化建设起步较晚，同时又因猪肉这一特殊性质的商品，目前还没有切实有效手段来复制或移植其它行业的可追溯信息化管理系统。刚刚起步的信息化追溯体系，追溯信息载体大多使用RFID电子标签、扎带标签、挂牌、贴标等方式，在流通过程中，会有脱落、遗失、损毁，导致信息链的脱节而无从追溯，进 而引发食品安全问题。当前的市场变化使得现行传统的生产、检疫、监管的手段和方式需要提高，亟待一种新技术、新措施、新产品、新系统，可以应用于生猪养殖、生产、屠宰、流通、消费的全过程。 

目前，对数字的识别产品很多，应用领域非常广泛，在电子政务、智能交通、个人办公、移动通信、数字家电等方面均十分普及。但是，由于激光灼刻时猪皮上的蛋白质经激光高温烧结，使得灼刻文字边缘不光滑、识别文字边界不清；又因为猪皮的表面粗糙度不一、色差很大、灼刻后的文字与猪皮之间颜色反差不够，对比度低，给数字识别带来诸多不便。采用什么样的自动识别设备，才能识别片猪肉激光灼刻的追溯码？就连一些国内外著名厂商生产的软硬件产品均无法识别，不能在肉类追溯体系建设中应用。 

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于识别肉类激光码的手持式终端机和肉类追溯方法。 

一种用于识别肉类激光码的手持式终端机，包括外壳、摄像头、显示屏、键盘、CPU、存储卡、电池，其特征在于：手持终端机通过摄像头获取激光码图像，对所述激光码图像依次进行图形定位、旋转、缩放、调节对比度、二值化的处理，识别所述激光码，所述手持式终端机在识别所述激光码后，依据激光码的编译原则对所述激光码进行翻译。 

进一步作为优选的实施方式，上述激光码的编译原则是将所述肉类的信息由N个阿拉伯数字表示，其中，N为自然数，将所述N个阿拉伯数字分别转换成二进制码，排列成N×4的二进制码矩阵，在二进制码为1的位置设置符号，在二进制码为0的位置设置另一种符合或者留为空白。 

进一步作为优选的实施方式，所述符号是实心方块、实心圆点、实心三角、斜线、竖线或者横线。 

进一步作为优选的实施方式，在调节对比度之后，对所述激光码图像进行中值滤波取出噪点和边缘平滑的处理。 

进一步作为优选的实施方式，所述激光码包括主体码和追溯码，所述主体码包括流通节点主体码和经营者主体码。 

进一步作为优选的实施方式，所述激光码还包括验证码。 

进一步作为优选的实施方式，所述手持终端机将翻译后的信息上传至服务器，获取肉类信息。 

进一步作为优选的实施方式，所述手持终端机是掌上电脑、手机或者平板电脑。 

一种肉类的追溯方法，包括：对肉类表皮进行加工处理；将肉类信息编译成激光码；利用激光打标机将上述激光码灼刻至肉类表皮上；用手持终端机扫描上述激光码；手持终端机自动对上述激光码进行识别并翻译；显示所述肉类信息；其特征在于：所述手持终端机通过图象输入设备或光电扫描设备获取激光码图像，对所述激光码图像依次进行图形定位、旋转、缩放、调节对比度、二值化的处理，识别所述激光码，并依据所述激光码的编译原则对所述激光码进行翻译，最终获取所述肉类的信息。 

进一步作为优选的实施方式，上述激光码的编译原则是将所述肉类的信息由N个阿拉伯数字表示，其中，N为自然数，将所述N个阿拉伯数字分别转换成二进制码，排列成N×4的二进制码矩阵，在二进制码为1的位置设置符号，在二进制码为0的位置设置为另一种符号或者留为空白。自然数N的取值范围是10≤N≤30。 

进一步作为优选的实施方式，所述符号是实心方块、实心圆点、实心三角、斜线、竖线或者横线。 

进一步作为优选的实施方式，所述激光码在所述二进制码矩阵外还具有一个矩形框，通过对所述矩形框进行直线检测，来定位激光码的位置。 

进一步作为优选的实施方式，所述手持终端机对所述激光码包括验证码进行翻译，将翻译后的信息上传至服务器，从而获取所述肉类信息。 

进一步作为优选的实施方式，所述肉类是家禽或家畜的生肉。 

进一步作为优选的实施方式，在调节对比度之后，对所述激光码图像进行中值滤波取出噪点和边缘平滑的处理。 

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明： 

图1是流通节点主体码示意图。 

图2是商户及团体消费单位经营者主体码示意图。 

图3是流通节点经营者主体码示意图。 

图4是追溯码示意图。 

图5是激光码可选符号示意图。 

图6是二进制编码示意图。 

图7是激光码示意图。 

图8是手持式终端机结构图。 

图9是识别方法流程图。 

具体实施方式

1.激光灼刻设备 

片猪肉激光灼刻是用激光束在片猪的表皮灼刻上永久的标记。由于猪皮的成分主要是有机物，CO2激光器的波长较长，易于被有机物吸收，可立刻将材料气化，没有挂渣，效果比较理想。CO2激光器在片猪肉皮上进行激光灼刻，时间短、标记码清晰完整，而其他种类的激光器对猪肉皮的灼刻不能达到应有的效果，经过试验，最终决定采用CO2激光器作为猪肉标识灼刻的主要工具。本发明选用全金属CO2气体激光器，具有功率大、速度快、寿命长的优点。激光器的合理选择，为高速灼刻打下了良好的基础。 

2.追溯码编码规则 

通过激光器在片猪肉表皮上灼刻商务部统一规范的“肉类蔬菜流通追溯编码”、“动物检验检疫章”、“肉品品质检验合格章”，具有唯一性，以清晰有效、不可擦除的激光灼刻标识为载体，以自动识别技术自动获取追溯码信息，为肉类产品的质量安全可查询、可追溯提供了基础信息平台。商务部为统一肉类蔬菜流通追溯编码制订了编码规则，该编码符合实际业务流程，充分考虑肉类、蔬菜实际流通的各个环节，肉类蔬菜流通追溯编码具有唯一性、可扩充性、简明性和科学性。 

在片猪肉上使用追溯码，就要给具有资质的肉类生产企业一个唯一的企业编码，此编码将是追溯码的一部分，主要为追溯产品的产地源头。在此基础上一个企业可另分配有多个商品编码，以便区别不同的商品种类，最后有一个按生产日期或批号来生成的时间码。这样的话，追溯码就包含了消费者需要了解的食品养殖、屠宰、品种、时间的信息。 

肉类产品批发市场商户在前往屠宰厂仓库时，只要用手持终端机读取激光灼刻在片猪肉上的追溯码，通过网上查询，就可以了解商品信息。 

按照统一编码规则自动生成，灼刻于片猪肉上，用于查询肉类流通追溯信息、合成追溯信息链条的代码。 

商务部规范的追溯码编码规则： 

(一)主体码。 

1)流通节点主体码。 

主要是指流通节点主体的身份编码，由城市商务主管部门对流通节点进行备案时负责编制、发放。由备案地行政区划代码+备案号组成，共9位数字。其中，行政区划具体到区县级，代码采用GB/T2260的6位数字码；备案号根据流通节点主体在城市商务主管部门的备案顺序编号，为3位数字码。总体结构如图1。 

2)经营者主体码。 

主要是指在各个流通节点从事交易的商户、团体消费单位，以及流通节点企业作为经营者时的主体身份编码。 

(1)商户及团体消费单位的经营者主体码。 

商户及团体消费单位可以选择在某个流通节点备案，并由该流通节点为其编制、发放主体码。由流通节点主体码+备案号组成，共13位数字。流通节点主体码是指为商户及团体消费单位进行备案登记的流通节点的主体码，为9位数字；备案号根据经营者在流通节点的备案顺序编号，为4位数字。总体结构如图2。 

(2)流通节点企业作为经营者时的经营者主体码。 

屠宰厂(场)、超市、产销对接核心企业等兼具流通节点和经营者两种身份。作为经营者时，其经营者主体码的长度应与商户及团体消费单位的经营者主体码一致，因此采用在其本身的流通节点主体码后4位补零的方式生成，由城市商务主管部门在备案时一并编制、发放。由流通节点主体码+0000组成，共13 位数字。总体结构如图3。 

(二)追溯码。 

一般一次交易产生一个追溯码，但零售环节不产生新码，而是沿用其上一个环节产生的追溯码。 

屠宰环节肉类交易的追溯码由经营者主体码+交易流水号组成，共20位数字。其中，经营者主体码是指作为卖方的经营者的主体码，为13位数字；交易流水号是指按交易时间顺序生成的一段唯一的代码，为7位数字。总体结构如图4。 

3.编码形式选择 

编码技术是随着计算机与信息技术的发展和应用而诞生的，它是集编码、印刷(灼刻)、识别、数据采集和处理于一身的新型技术。经过激光灼刻形成的灼刻码边缘不光滑、识别文字边界不清；又因为猪皮自身颜色差异很大，猪皮作为灼刻的介质，灼刻后的文字与猪皮之间颜色反差不够，对比度低。因此，选择何种类型编码，有利于在片猪肉上灼刻，有利于后期扫描枪自动识别编码，这是本申请的核心技术所在。 

目前常见编码形式有：阿拉伯数字、七段字、一维条形码、二维码、二进制码等。 

1)阿拉伯数字：是所有编码中最为普遍使用的编码形式，其最为直观，易读，但经过激光灼刻后，难以识别。 

2)七段字编码：七段字编码利用发光数码管的数字形成原理，提出了用专用软件实现自动读数的一种新方法。根据灼刻后的图像中的字符特点，利用投影的方法进行字符区域的定位和单个字符的分割。利用穿线法进行数字字符识别，识读率有所提高。实验结果表明，该方法识别效果较阿拉伯数字而言，是一种新方法。 但仍然存在很高的误码现象。 

3)一维条形码：是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。常见的条形码是由反射率相差很大的黑条(简称条)和白条(简称空)排成的平行线图案。条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息，一维条形码的应用可以提高信息录入的速度，减少差错率，但是存在着条形码尺寸相对较大(空间利用率较低)，一维条形码遭到损坏后便不能阅读。激光在猪皮上灼刻，在一定范围内，是无法实现宽度不等的多个黑条和空白的灼刻的。 

4)二维码：是在一维条形码的基础上扩展出的一种具有可读性的条码。是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的； 

二维码本身可存储大量数据，当条形码受一定破坏时，错误纠正能使条形码能正确解码二维码。它是一个多行、连续性、可变长、包含大量数据的符号标识。但是，由于同样缘故，在猪皮上经激光灼刻的二维码边缘毛躁、边界不清、反差不够，即使进行特殊处理，用了约20种扫描枪实验，依旧难以读取。 

5)二进制码：随着计算机的普及，二进制开始频繁应用于日常生活中。二进制就是逢二进一，二进制只有0和1两个符号。在片猪肉皮上灼刻二进制码，只要能区分出0和1这两个数字，或代表这两个数字的符号，就能准确识别追溯码。 

6)激光码： 

为提高识别能力，减少灼刻时间，增加灼刻图形的反差，本申请提出优化的激光码的方案。若要增加灼刻图形的反差，就要降低灼刻速度，这就会增加灼刻时间，并且会影响灼刻效果。经大量试验，我们掌握了最佳功率和最为恰当的灼刻速度，灼刻印字迹清晰，色泽均匀，无局部灼刻过度现象，有明显的高温烧灼 凹痕。 

激光码的编译原则是将各种信息由N个阿拉伯数字表示，其中，N为自然数，将所述N个阿拉伯数字分别转换成二进制码，排列成N×4的二进制码矩阵，在二进制码为1的位置设置符号，在二进制码为0的位置设置另一种符号或者留为空白。可设置的符号形式有：实心方块、实心圆点、实心三角、斜线、竖线或者横线等各种几何图形，见图5。 

二进制码矩阵外还具有一个矩形框，通过对所述矩形框进行直线检测，来定位激光码的位置。 

为了便于没有扫描枪的用户，人工读取、校验激光码，在激光码矩形框上方设置与激光码相应的阿拉伯数字编码。 

例如：激光码所表示的信息是由20个阿拉伯数字组成，假设32041207600541206189，一个竖排的4个格子即组成二进制数字表示一个十进制数字，则灼刻的二进制编码的对应排列为，见图6。如二进制码为1的位置设为实心方块，则激光码灼刻成型的二进制编码为，见图7。 

考虑到有些图像会产生误识别，在“激光码”中添加了验证码，将当前行的一串数字经过特定运算得到唯一的验证码，识别过程中会验证识别的数字和验证码是否匹配来验证识别结果是否正确。由于数字运算方式外界不可知，这在一定程度上也遏制了市场上盗版“激光码”的出现。 

激光码的优点有具有灼刻面积小，2.7*2.2cm；灼刻时间短，4秒；图形反差较大、便于自动识别，大幅度降低误码率，受基色、变形影响小。 

4.手持终端机及追溯方法 

使用手持终端机来识别编码，是当今市场流通的大趋势。但由于激光在猪表皮上灼刻的编码与猪皮本身的色彩反差不够，灼刻的编码图形边缘模糊不清，经 过近20种识读设备的测试，均不能读取，或误码率高达80％以上，无法实现自动识别追溯码的功能。 

本发明设计的用于识别肉类激光码的手持式终端机，包括外壳、摄像头、显示屏、键盘、CPU、存储卡、电池，既可以自动识别“激光码”，也可以人工读取十进制追溯码，所述手持终端机还包括蜂鸣器以及指示灯。手持终端机还应具有本地存储的功能。所述手持终端机可以是掌上电脑、手机或者平板电脑。如图8。 

灼刻之前，将表示肉类信息的阿拉伯数字编码转换成“激光码”，进行灼刻。灼刻之后，手持终端机通过摄像头获取激光码图像，对所述激光码图像依次进行图形定位、旋转、缩放、调节对比度、二值化的处理，自动识别“激光码”的功能，并依据激光码的编译原则，将识别好的“激光码”翻译成阿拉伯数字编码，随即发送到服务器。见图9。 

“激光码”识别分为定位和识别两部分，手持终端机通过图象输入设备或光电扫描设备抓取“激光码”的图像，通过对图像中“激光码”边缘的矩形框进行直线检测，定位图像中“激光码”的位置，从而进行图形旋转、缩放矫正“激光码”，随后采用图像处理技术，如提高对比度、中值滤波取出噪点、形态学平滑边缘、二值化等对“激光码”进行识别。 

本申请中的手持式终端机和肉类追溯方法不仅可以用于猪肉，还可以用于牛肉、羊肉、鸡肉等各类家禽家畜的生肉。 

Claims (13)

1.一种用于识别肉类激光码的手持式终端机，包括外壳、摄像头、显示屏、键盘、CPU、存储卡、电池，其特征在于：手持终端机通过摄像头获取激光码图像，对所述激光码图像依次进行图形定位、旋转、缩放、调节对比度、二值化的处理，识别所述激光码，所述手持式终端机在识别所述激光码后，依据激光码的编译原则对所述激光码进行翻译。

2.如权利要求1所述的手持式终端机，其特征在于：上述激光码的编译原则是将所述肉类的信息由N个阿拉伯数字表示，其中，N为自然数，将所述N个阿拉伯数字分别转换成二进制码，排列成N×4的二进制码矩阵，在二进制码为1的位置设置符号，在二进制码为0的位置设置另一种符号或者留为空白。

3.如权利要求2所述的手持式终端机，其特征在于：所述符号是实心方块、实心圆点、实心三角、斜线、竖线或者横线。

4.如上述任一项权利要求所述的手持式终端机，其特征在于：在调节对比度之后，对所述激光码图像进行中值滤波取出噪点和边缘平滑的处理。

5.如上述任一项权利要求所述的手持式终端机，其特征在于：所述激光码还包括验证码。

6.如上述任一项权利要求所述的手持式终端机，其特征在于：所述手持终端机是掌上电脑、手机或者平板电脑，可以将翻译后的信息上传至服务器，获取肉类信息。

7.一种肉类的追溯方法，包括：

1)将肉类信息编译成激光码；

2)利用激光打标机将上述激光码灼刻至肉类表皮上；

3)用手持终端机扫描上述激光码；

4)手持终端机自动对上述激光码进行识别并翻译；

5)显示所述肉类信息；

其特征在于：所述手持终端机通过图象输入设备或光电扫描设备获取激光码图像，对所述激光码图像依次进行图形定位、旋转、缩放、调节对比度、二值化的处理，识别所述激光码，并依据所述激光码的编译原则对所述激光码进行翻译，最终获取所述肉类的信息。

8.如权利要求7所述的肉类的追溯方法，其特征在于：上述激光码的编译原则是将所述肉类的信息由N个阿拉伯数字表示，其中，N为自然数，将所述N个阿拉伯数字分别转换成二进制码，排列成N×4的二进制码矩阵，在二进制码为1的位置设置符号，在二进制码为0的位置设置为另一种符号或空白。自然数N的取值范围是10≤N≤30。

9.如权利要求8所述的肉类的追溯方法，其特征在于：所述符号是实心方块、实心圆点、实心三角、斜线或者横线、竖线。

10.如上述任一项权利要求所述的肉类的追溯方法，其特征在于：所述激光码在所述二进制码矩阵外还具有一个矩形框，通过对所述矩形框进行直线检测，来定位激光码的位置。

11.如上述任一项权利要求所述的肉类的追溯方法，其特征在于：所述手持终端机对所述激光码包括验证码进行翻译，将翻译后的信息上传至服务器，从而获取所述肉类信息。

12.如上述任一项权利要求所述的肉类的追溯方法，其特征在于：所述肉类是家禽或牲畜的肉皮。

13.如上述任一项权利要求所述的肉类的追溯方法，其特征在于：在调节对比度之后，对所述激光码图像进行中值滤波取出噪点和边缘平滑的处理。

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