CN114757681A - 一种农产品贴标溯源系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种农产品贴标溯源系统及方法，设有扫码装置、图像对比识别模块、数据中心、农产品图片数据库，农产品图片数据库是以计算机视觉深度学习方法获取不同农产品独特特征的图片，扫码装置含有农户端拍照扫描器和消费者端扫描显示器。农户端拍照上传图片，将整体图片与去标签区域的空心圆部分的图片识别码和匹配度及品牌标签3个要素进行识别和索引，消费者端拍照上传，数据中心对比已有图片库，匹配原始农产品照片，获取产地、商标、新鲜度等信息。有益效果：向实体农产品溯源，利用品牌标签与实物图片双因素甄别技术解决农产品窜货问题。

Description

一种农产品贴标溯源系统及方法

技术领域

本发明涉及农产品溯源领域，特别涉及一种基于农产品实物照片的溯源与品牌能力建设的系统。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，对农产品质量安全的重视度越来越高。农产品质量安全问题一方面关系到公众健康，另一方面涉及农业品牌推广、农民增收和农业现代化建设基础等方面，是保证农产品质量安全是品牌建设和差异化消费的主要课题。提升农户种植积极性和收益预期是保证农产品质量有效手段，随着农村电商平台的发展，农产品销售模式趋于扁平化，在国家推动农产品“一筐一码”、“一乡一品”等品牌建设措施的倡导下，实现单个农产品的准确识别，并且提供消费指导信息，实现在销农产品与种植农户主体绑定，可在构建“一户一品”的基础上保障农产品“身份”的唯一性，从种植源头实现农产品数字化，将构成农产品大数据系统，从多个维度对农产品各个环节的进行指导和管理，解决农产品的窜货问题，以精细化品牌方式实现农产品差异化消费。消费者通过扫描产品条形码或二维码，能获得产品来源等信息，但缺少产品实物的对应参照，仍然无法精确的获得产地实物信息。

发明内容

本发明目的是提出一种农产品贴标溯源系统及方法，区别与传统溯源的方式，是基于实体农产品的溯源。

本发明的技术方案：一种农产品贴标溯源系统，设有扫码装置、图像对比识别模块、数据中心、农产品图片数据库，农产品图片数据库是以计算机视觉深度学习方法获取不同农产品独特特征的图片，扫码装置含有农户端拍照扫描器和消费者端扫描显示器（主要是手机摄像头，配合APP），农户端拍照扫描器用于贴标农产品的扫码拍照，码与照片数据发送到数据中心，与农产品图片数据库图片对比，归类存储到数据中心，消费者端扫描显示器用于对贴标农产品贴标和贴标周围区域拍照，获取农产品溯源信息，并将码数据发送到数据中心，从数据中心匹配原始农产品照片，原始农产品照片被发送到消费者端扫描显示器。

一种农产品贴标溯源方法，采集足够数量的不同农产品带贴标图像，以计算机视觉深度学习方法构建训练集、测试集、验证集，形成对比用图片库，1）预先按要求制作规范的可贴标签，将标签图片电子资料上传至数据中心，标签含有农产品品牌区域信息，数据中心识别标签区域边界，对标签不变区域形成识别码；

2）在出售农产品前，农户将标签贴至农产品外表，并且对准标签通过用手机APP进行拍照，拍照时将标签居中聚焦，形成标签占1/4区域的照片，农户将照片上传至数据中心，等收到结果被正常接收的反馈信息后，继续下一个操作；

3）数据中心收到步骤2）所得照片后，利用图像对比识别模块，识别照片标签及所需区域，以标签区域中心，以圆的方式获取含标签的整个区域的图像整体农产品识别码，以空心圆的方式获取图像农产品特征识别码及农产品保鲜度匹配值；在当前农户的保存信息中找到品牌唯一匹配标签，则向前端返回成功状态，后台同步将整体农产品识别码、农产品特征识别码及保鲜度、图片及商标数据及农户与地域坐标相关信息保存至数据中心；

4）消费者通过客户端APP对贴有标签的农产品进行拍照，照片聚焦农产品标签且包含标签外围区域，所获得的照片传至数据中心，数据中心利用图像特征值相关功能获取整体农产品识别码、农产品空心圆区域农产品特征识别码及标签识别码，以1:X1:X2:N方式检索匹配度较高的农户上传农产品照片数据，有合适的结果，向消费者返回农户上传照片、农产品所在地、农户开放信息及农产品保鲜度信息，供消费者进行核查溯源和消费选择；

5）第三方通过开放接口，上传农产品照片并由数据中心进行识别和检索匹配，将单个农产品的检索数据返回值调用者，供第三方做农产品产地质量的甄别与差异销售相关工作。

进一步的：步骤2）农户拍照及照片处理：照片居中区域为标签，占整个照片面积的1/4区域，数据中心对收到的照片首先检测清晰度，清晰度合格则采用Canny边缘检测算法定位，选定标签区域，采集特征值，以标签向量及相似度实现标签图像1:N的定位；以标签图中心为圆心，以大于标签半径的固定长度为外半径，获取产品实体图片范围；以标签的半径为内半径，形成空心圆区域，在空心圆以外区域选定农产品实体图像特征点，以矢量方式通过人工智能算法生成图片实体区域特征值，并且利用颜色、纹理及轮廓计算出农产品新鲜度匹配值，将农户信息、生成日期、图片整体农产品识别码、排除标签区域的特征识别码及保鲜度匹配值、标签编号与农产品图片、产品种类、地理坐标信息存储到数据中心。

进一步是：对比用图片库含有不同储存条件和储存时长的特征对比图，数据中心生成不同储存条件和储存时长的农产品空心圆区域农产品特征识别码，消费者拍照获得的照片与不同储存条件和储存时长的农产品空心圆区域农产品特征识别码比对，获得新鲜度值，为消费者提供食用建议。

进一步的，还设有消费者反馈信息奖励模块，当消费者确认实物与消费者端扫描显示器接收的数据中心所存储原始农产品照片相匹配，并上传已食用信息，则数据中心自动删除该原始农产品照片，并给予消费者积分奖励。由于单个产品生成的数据量庞大，此模块可减少数据中心已失效数据，为后来所需数据留下空间，降低数据中心存储单元负荷，降低设备所需用量，以节省成本。

本发明的有益效果：向实体农产品溯源，从农户数字化加工为基础，利用品牌标签与实物图片双因素甄别技术解决农产品窜货问题，以责任主体农户为出发点，构建数字化农户的“一户一品”品牌体系，推进高质量消费。本系统在提供图片甄别溯源功能的同时，提供溯源开放接口，为第三方提供产品甄别区分，实现数据高效利用。

具体实施方式

本发明区别与传统溯源的方式，是基于实体农产品的溯源，从农户数字化加工为基础，利用品牌标签与实物图片双因素甄别技术解决农产品窜货问题，以责任主体农户为出发点，构建数字化农户的“一户一品”品牌体系，推进高质量消费。本系统在提供图片甄别溯源功能的同时，提供溯源开放接口，为第三方提供产品甄别区分，实现数据充分利用。

本发明解决相关问题所采用的技术方案，系统主要有扫码装置（手机APP或扫描枪），图像对比识别模块、数据中心、农产品图片数据库，对外开放中心等。农产品图片数据库是以计算机视觉深度学习方法获取不同农产品独特特征的图片，扫码装置含有农户端拍照扫描器和消费者端扫描显示器（主要采用手机摄像头，配合APP），农户端拍照扫描器用于贴标农产品的扫码拍照，码与照片数据发送到数据中心，与农产品图片数据库图片对比，归类存储到数据中心，消费者端扫描显示器用于对贴标农产品贴标和贴标周围区域拍照，获取农产品溯源信息，并将码数据发送到数据中心，从数据中心匹配原始农产品照片，原始农产品照片被发送到消费者端扫描显示器。

包括如下功能：

1）系统基础信息管理

农户信息管理：实现农户基本信息的登记和管理，农户与关联企业的注册和关联；

三方应用接入功能：实现第三方应用能力的接入和接口的授权开放接入信息管理，保障对外服务接口的安全调用；

农户品牌标签管理：实现农户品牌标签的上传和图片区间的定义管理，系统按照固定区域选择特征值，生成定长的农产品标签标识向量，转换成标签识别码，绑定农户基本信息及联系方式，并保存至数据库。

2）农产品图片及特征入库

在农户对农产品贴标后，通过农户端APP相机拍照，照片按标签约1/4区间居中定位，农户端APP将所拍照片上传至数据中心；采用Canny边缘检测算法定位，选定标签区域，采集特征值，以标签向量及相似度实现标签图像1:N的定位；以标签图中心为圆心，以大于标签半径的固定长度为外半径，获取产品实体图片范围；以标签的半径为内半径，形成空心圆区域，在空心圆以外区域选定农产品实体图像特征点，，以矢量方式通过人工智能算法生成图片实体区域特征值，并且利用颜色、纹理及轮廓计算出农产品新鲜度匹配值，将农户信息、生成日期、图片整体农产品识别码、排除标签区域的特征识别码及产品保鲜度匹配值、标签编号与农产品图片、产品种类、地理坐标等信息存储到数据中心。

3）线上溯源

消费者手机APP提供农产品线上溯源功能，用户按照农产品入库信息通过图像对比识别模块识别出标签上的品牌、整体农产品识别码、标签识别码与编号、排除标签区域的特征识别码及保鲜匹配度等关键数据，通过1:X1:X2：N数据库检索出最匹配农产品信息，同步加载出原始农产品照片，系统以实体图片和标签两个图片的匹配度选择最可信的入库数据，将匹配农产品的产地、农产品照片、保鲜度比对数据及农户相关开放信息及匹配度展现给用户，形成农产品实物溯源功能。

4）对外开放服务

对外开放服务提供功能与线上溯源的基本方法和流程是一致的，主要功能是为合作伙伴提供接口，支持农产品分拣，流转、差异化销售的自动化识别等功能。

本发明主要通过在农产品实体粘贴标签，利用人工智能图像识别技术，以标签为中心，进行圆形区域图片定位和识别，将整体图片与去标签区域的空心圆部分的图片识别码和匹配度及品牌标签3个要素进行识别和索引，在解决1:X1:X2:N模式的快速检索的同时，通过实体图片的甄别和展示实现农产品“一物一图”的溯源，也为消费者和第三方提供实物溯源能力，同时为农户提供“一户一品”的品牌建设能力。

以苹果贴标溯源为例，主要步骤如下：

1.农户预先按要求制作规范的可贴标签（可设置小型标签打印机，现场即用即打），将标签图片电子资料上传至系统，标志品牌区域，数据中心识别标签区域边界，对标签不变区域形成识别码。

2.在出售苹果前，农户将标签贴至苹果外表，并且对准标签通过农户端手机APP进行拍照，拍照将标签居中聚焦，形成标签约占1/4区域的图片，农户将照片上传至数据中心，确保收到正常结果后，继续下一个操作。

3.数据应用中心收到步骤2）所得照片后，利用图像对比识别模块，识别照片标签及所划定区域，以标签区域中心，以圆的方式获取含标签的整个区域的图像整体农产品识别码，以空心圆的方式获取苹果图像特征识别码及苹果保鲜度匹配值，如果能在当前农户的信息中找到品牌唯一匹配标签，则向前端返回成功状态，后台同步将整体农产品识别码、农产品特征识别码及保鲜度、图片及商标数据及农户与地域坐标相关信息保存至数据中心。

4.消费者通过客户端APP对贴有标签的苹果进行拍照，照片焦点为标签且包含标签外围区域，所获得的照片传至数据中心，数据中心利用图像特征值相关功能获取整体苹果识别码、苹果空心圆区域农产品特征识别码及标签的识别码，以1:X1:X2:N方式检索匹配度较高的农户上传苹果图片数据，有合适的结果，向消费者返回农户上传照片、苹果所在地、农户开放信息及苹果保鲜度信息，供消费者进行核查溯源和消费选择。

5.第三方通过开放接口，上传苹果照片有数据中心进行识别和检索匹配，将单个苹果的检索数据返回值调用者，供第三方做苹果产地质量的甄别与差异化销售相关工作。

与现有技术相比,本发明是在农产品贴标基础上，以贴标定位与实物图片识别为基础形成单一农产品的图片“身份”识别码，支持农产品到种植农户的溯源，也支持第三方厂商通过开放接口进行溯源，以实物形式保障溯源的唯一性和准确性，另外为农户生产者提供品牌建设和推广功能，支撑农产品“一户一品”生态体系的建设。

Claims (5)

1.一种农产品贴标溯源系统，设有扫码装置、图像对比识别模块、数据中心、农产品图片数据库，其特征是：农产品图片数据库是以计算机视觉深度学习方法获取不同农产品独特特征的图片，扫码装置含有农户端拍照扫描器和消费者端扫描显示器，农户端拍照扫描器用于贴标农产品的扫码拍照，码与照片数据发送到数据中心，与农产品图片数据库图片对比，归类存储到数据中心，消费者端扫描显示器用于对贴标农产品贴标和贴标周围区域拍照，获取农产品溯源信息，并将码数据发送到数据中心，从数据中心匹配原始农产品照片，原始农产品照片被发送到消费者端扫描显示器。

2.一种农产品贴标溯源方法，采集足够数量的不同农产品带贴标图像，以计算机视觉深度学习方法构建训练集、测试集、验证集，形成对比用图片库，其特征是：1）预先按要求制作规范的可贴标签，将标签图片电子资料上传至数据中心，标签含有农产品品牌区域信息，数据中心识别标签区域边界，对标签不变区域形成识别码；

2）在出售农产品前，农户将标签贴至农产品外表，并且对准标签通过农户端拍照扫描器进行拍照，拍照时将标签居中聚焦，形成标签占1/4区域的照片，农户将照片上传至数据中心，等收到结果被正常接收的反馈信息后，继续下一个操作；

3）数据中心收到步骤2）所得照片后，利用图像对比识别模块，识别照片标签及所需区域，以标签区域中心，以圆的方式获取含标签的整个区域的图像整体农产品识别码，以空心圆的方式获取图像农产品特征识别码及农产品保鲜度匹配值；在当前农户的保存信息中找到品牌唯一匹配标签，则向前端返回成功状态，后台同步将整体农产品识别码、农产品特征识别码及保鲜度、图片及商标数据及农户与地域坐标相关信息保存至数据中心；

4）消费者通过客户端APP对贴有标签的农产品进行拍照，照片聚焦农产品标签且包含标签外围区域，所获得的照片传至数据中心，数据中心利用图像特征值相关功能获取整体农产品识别码、农产品空心圆区域农产品特征识别码及标签识别码，以1:X1:X2:N方式检索匹配度较高的农户上传农产品照片数据，有合适的结果，向消费者返回农户上传照片、农产品所在地、农户开放信息及农产品保鲜度信息，供消费者进行核查溯源和消费选择；

5）第三方通过开放接口，上传农产品照片并由数据中心进行识别和检索匹配，将单个农产品的检索数据返回值调用者，供第三方做农产品产地质量的甄别与差异销售相关工作。

3.如权利要求2所述的一种农产品贴标溯源方法，其特征是：步骤2）农户拍照及照片处理：照片居中区域为标签，占整个照片面积的1/4区域，数据中心对收到的照片首先检测清晰度，清晰度合格则采用Canny边缘检测算法定位，选定标签区域，采集特征值，以标签向量及相似度实现标签图像1:N的定位；以标签图中心为圆心，以大于标签半径的固定长度为外半径，获取产品实体图片范围；以标签的半径为内半径，形成空心圆区域，在空心圆以外区域选定农产品实体图像特征点，以矢量方式通过人工智能算法生成图片实体区域特征值，并且利用颜色、纹理及轮廓计算出农产品新鲜度匹配值，将农户信息、生成日期、图片整体农产品识别码、排除标签区域的特征识别码及保鲜度匹配值、标签编号与农产品照片、产品种类、地理坐标信息存储到数据中心。

4.如权利要求2所述的一种农产品贴标溯源方法，其特征是：对比用图片库含有不同储存条件和储存时长的特征对比图，数据中心生成不同储存条件和储存时长的农产品空心圆区域农产品特征识别码，消费者拍照获得的照片与不同储存条件和储存时长的农产品空心圆区域农产品特征识别码比对，获得新鲜度值，为消费者提供食用建议。

5.如权利要求2所述的一种农产品贴标溯源方法，其特征是：还设有消费者反馈信息奖励模块，当消费者确认实物与消费者端扫描显示器接收的数据中心所存储原始农产品照片相匹配，并上传已食用信息，则数据中心自动删除该原始农产品照片，并给予消费者积分奖励。