竇瑞華

摘 要： 提出了利用計算機視覺技術構建食品物流監(jiān)控體系運行模式，并應用于食品生產、加工、儲存、運輸、銷售的全過程。該體系能夠使食品行業(yè)徹底實施食品的源頭追蹤，它具有在食品供應鏈中提供完全透明度的能力。調查發(fā)現(xiàn)該方法能夠實時監(jiān)控食品的運輸過程，在很大程度上提高了食品的安全性。通過食品物流監(jiān)控體系的建立，可以有效地對食品物流進行全程監(jiān)控，并對食品從生產到銷售過程中出現(xiàn)的質量問題進行實時處理，減少以至避免對消費者的傷害。

關鍵詞： 食品物流； 運作模式； 計算機視覺； 實時監(jiān)控

中圖分類號：TP393 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2013）08-87-02

0 引言

為了加強食品安全的有效追蹤和監(jiān)控，山東省自2011年5月以來，建成了黃河三角洲高效生態(tài)冷鏈產業(yè)物聯(lián)網管理運營中心，開通了“冷鏈產業(yè)物聯(lián)網管理平臺”。黃三角冷鏈產業(yè)物聯(lián)網管理平臺依托食品產銷對接系統(tǒng)和食品品質安全管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了食品全程監(jiān)控和追溯。然而，目前這一管理平臺只能實現(xiàn)食品運輸流程的監(jiān)控和出現(xiàn)安全問題之后的追溯，而不能實現(xiàn)食品質量的實時監(jiān)管。對消費者健康的保障和對社會穩(wěn)定、經濟發(fā)展的需求日益增長，通過一個可視化的食品物流信息化監(jiān)控體系運作模式來進行食品安全監(jiān)控的重要性日益突出[1]。

1 監(jiān)控體系運作模式

監(jiān)控體系運作模式利用計算機視覺技術，通過圖像分析，提取食品數(shù)字圖像中的特征信息，實現(xiàn)食品品質安全信息的快速、客觀、準確檢測，能為食品生產、加工、物流和銷售過程的自動化跟蹤和監(jiān)管提供信息支持，讓食品行業(yè)徹底實施食品的源頭追蹤以及在食品供應鏈中提供完全透明度的能力[2]。

1.1 食品圖像的分析

計算機圖像處理步驟包括圖像預處理、目標邊緣、檢測與圖像分割、特征提取以及模式識別，為后續(xù)圖像特征提取提供分析對象。食品圖像質量檢測流程如圖1所示。

[進行食品邊緣檢測][圖像處理和模式識別軟件][獲取食品顏色][食品圖像][食品分析系統(tǒng)]

圖1 食品質量檢測流程

為了在食品物流中實時監(jiān)控食品的品質，我們利用計算機視覺技術實現(xiàn)直觀可視化的監(jiān)控。通過計算機視覺技術可以對食品進行像素級的圖像獲取，并能根據(jù)食品的形狀變化和表面顏色的識別實現(xiàn)對食品外觀的初步檢測。同時在物流運輸過程中能夠實時對檢測不合格的食品進行篩選和處理，避免了消費者購買到腐爛變質和表面缺陷的食品。實現(xiàn)實時物流跟蹤，建立信息追溯和信息共享機制，成為當前食品物流配送的關鍵。物流可視化運作模式可以大大加快數(shù)據(jù)的處理速度，使時刻都在產生的海量數(shù)據(jù)得到有效利用；可以在人與數(shù)據(jù)、人與人之間實現(xiàn)圖像通信，從而使人們能夠觀察數(shù)據(jù)中隱含的現(xiàn)象，為發(fā)現(xiàn)和理解食品流動過程中出現(xiàn)的問題和及時解決問題提供了有力工具。

1.2 建立智能移動貨倉

在本物流可視化運作模式中，設計了在移動貨倉上安裝攝像頭并連接到信息管理平臺，通過攝像頭對貨倉打開次數(shù)及貨物的提取、裝載情況等進行記錄。當在運輸過程中需要對食品進行提取、調換等其他操作時，只有工作人員向物流信息平臺發(fā)送請求指令，主管人員確認身份后，指令下達到貨倉，方可進行工作。這樣可以有效避免在運輸過程中遺漏、丟失或者更換貨物，管理流程如圖2所示。

為了在食品生產、加工、運輸、銷售過程中及時了解食品物流的情況，給食品原料中夾帶了RFID標簽；在RFID標簽中對食品的倉儲過程、入庫、出庫情況進行標示，物流信息管理平臺可以根據(jù)計算機視覺處理系統(tǒng)得出的數(shù)據(jù)與RFID信息進行比對，避免了貨物在物流過程中出現(xiàn)異常情況[3]。

2 可視化食品物流功能結構

在食品物流監(jiān)控體系中，通過攝像頭CCD獲取食品圖像，傳送到計算機視覺系統(tǒng)。系統(tǒng)對圖像進行處理和分析，然后將分析結果提交到物流信息管理平臺。食品質量管理員可以根據(jù)信息系統(tǒng)給出的信息通知到貨倉告知物流現(xiàn)有情況；同時，在顧客購買食品時可以通過RFID技術，采用系統(tǒng)提供的終端接口，對貨物的生產、加工、運輸、分發(fā)、銷售等情況進行追溯查詢。系統(tǒng)結構圖如圖3所示。

可視化食品物流運作系統(tǒng)基于B/S體系架構，并且利用軟件自動采集圖像信息，并將貨物信息、條碼信息、尺寸信息和重量信息合成到圖片中，同時這些信息也記錄在服務器的關系數(shù)據(jù)庫中。通過服務器端的Web服務，可以實現(xiàn)用戶在局域網/廣域網內，查詢相應的信息內容[4]。

3 結束語

利用計算機視覺技術可以獲得食品品質的空間位置信息，能夠減少傳統(tǒng)人工檢測帶來的高強度勞動，減少檢測主觀性和人工成本，釋放人力資源。通過獲取食品的數(shù)字圖像，可以傳輸給遠距離的分析者或者分析系統(tǒng)，從而實現(xiàn)食品品質信息的區(qū)域分析和共享。利用計算機視覺技術無縫地實現(xiàn)對貨物的全程可視化追溯，是今后食品物流方面研究的重點，為實現(xiàn)食品便捷的反向查詢，進一步保證食品的安全奠定了基礎。

參考文獻：

[1] 全英華.我國現(xiàn)代食品物流發(fā)展現(xiàn)狀和對策[J].物流科技， 2011.5：67-68

[2] 陳非.物流可視化信息平臺探究[J].科技創(chuàng)新導報，2011.31：198-120

[3] 陳鴻.基于RFID技術的井下安全監(jiān)控系統(tǒng)[J].煤炭技術，2012.8：262-264

[4] 吳迪，孫大文.計算機視覺技術在食品工業(yè)中的應用[J].食品科學，2011.33：22-32