一種豬肉激光灼刻打碼的采集裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種針對(duì)豬肉肉皮上激光灼刻打碼的圖像采集裝置。利用豬肉上激光灼刻部分對(duì)特定波長(zhǎng)的光具有微弱熒光反應(yīng)的特性，通過(guò)屏蔽可見(jiàn)光，并在采集設(shè)備上安裝特定波長(zhǎng)的紫外光源，使豬肉上激光灼刻部分產(chǎn)生熒光，利用圖像傳感器采集熒光，從而實(shí)現(xiàn)激光灼刻打碼的圖像采集。本裝置具有極強(qiáng)的抗噪聲性能，通過(guò)進(jìn)一步圖像處理與分析，可以實(shí)現(xiàn)圖像中的機(jī)讀碼信息的獲得。
【專利說(shuō)明】一種豬肉激光灼刻打碼的采集裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于圖像采集【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)，涉及一種針對(duì)豬肉上激光灼刻打碼的圖像采集裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]豬肉上蓋的藍(lán)色檢疫印章，今后將被一種激光“身份證”取代。豬肉上的激光身份證是一種通過(guò)激光燒制生成的信息，用激光在豬肉表皮灼刻代碼，呈現(xiàn)立體圖像，有凹凸感。生豬激光灼刻檢疫標(biāo)識(shí)可用來(lái)提升動(dòng)物產(chǎn)品安全追溯，保障豬肉產(chǎn)品質(zhì)量安全。
[0003]生豬激光灼刻沒(méi)有任何添加物質(zhì)，不會(huì)對(duì)被激光灼刻的豬肉及周邊環(huán)境造成污染，同時(shí)也對(duì)信息的識(shí)讀帶來(lái)了挑戰(zhàn)。用各種光源和一般的拍攝手段，都很難達(dá)到清晰獲取圖像的標(biāo)準(zhǔn)。
[0004]一般圖像采集手法是利用圖像傳感器，如照相機(jī)、攝像頭、掃描儀等，對(duì)通用的事物進(jìn)行采集，采集到事物發(fā)射或者反射的可見(jiàn)光，從而獲得被拍攝物體的形狀顏色等。
[0005]一些特定的光源可以一定程度上起到很好的輔助作用。在一些復(fù)雜的情況下，采用特定的顏色的光進(jìn)行照射，可以獲得或者過(guò)濾某些顏色。如在紅色光的照射下，拍攝文本，可以過(guò)濾掉印章等紅色信息的干擾。
[0006]針對(duì)復(fù)雜的背景和有用信息與背景噪聲相近的情況，一般很難做到對(duì)噪聲的過(guò)濾。生豬激光灼刻也屬于這種情況。灼刻的區(qū)域看起來(lái)并不明顯，相反一些血跡、油脂會(huì)嚴(yán)重影響灼刻的視覺(jué)效果，給圖像的采集帶來(lái)困難。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種能夠清晰獲得生豬上激光灼刻打碼信息的圖像采集裝置。
[0008]根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)豬肉的激光灼刻部分對(duì)某個(gè)特定波長(zhǎng)的光具有微弱的熒光反應(yīng)。此現(xiàn)象不同于常見(jiàn)的幾種熒光物質(zhì)，熒光并不強(qiáng)，熒光響應(yīng)最敏感的波長(zhǎng)大約在390-400nm之間。本實(shí)用新型根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象，將拍攝環(huán)境的可見(jiàn)光進(jìn)行屏蔽，通過(guò)這個(gè)特定波長(zhǎng)的光源進(jìn)行補(bǔ)光，再利用圖像傳感器針對(duì)熒光的波長(zhǎng)范圍對(duì)激光灼刻的豬肉進(jìn)行采集。
[0009]圖像采集針對(duì)的波長(zhǎng)為綠色為主，遠(yuǎn)離紫外光源的波長(zhǎng)，同時(shí)大大降低了補(bǔ)光光源反射光對(duì)圖像采集效果的影響。熒光的波長(zhǎng)范圍噪聲的成分很少，從而可以得到很高信噪比的采集圖像。同時(shí)可以增大補(bǔ)光的亮度或者利用其它圖像增強(qiáng)技術(shù)，獲得清晰的激光灼刻圖像。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有的方案相比，具有以下優(yōu)勢(shì):
[0011]1、信噪比高:能夠清晰的獲得激光灼刻的圖像。
[0012]2、抗噪聲能力強(qiáng):不受血跡、油脂等雜質(zhì)的干擾。
[0013]3、有效識(shí)讀時(shí)間長(zhǎng):隨著激光灼刻時(shí)間的推移，熒光現(xiàn)象減弱的很慢，可以適應(yīng)識(shí)讀在肉品流通領(lǐng)域流通的整個(gè)周期。大大強(qiáng)于其他的圖像采集方式。
[0014]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的采集設(shè)備結(jié)構(gòu)圖(整體示意圖)。SI為圖像傳感器，用來(lái)獲取豬肉激光灼刻的圖像。S2為遮光擋板，用來(lái)避免補(bǔ)光燈的光線直射到圖像傳感器的鏡頭內(nèi)。S3為補(bǔ)光光源，用來(lái)照明，激發(fā)豬肉激光灼刻部分的熒光反應(yīng)。S4為遮光罩，用來(lái)屏蔽外界可見(jiàn)光。也同時(shí)作為圖像采集設(shè)備的主要支撐。S5為被拍攝的激光灼刻的豬肉。
[0016]圖2為補(bǔ)光設(shè)備的原理圖(補(bǔ)光光源不意圖)。
[0017]圖3為遮光板的工作原理圖(擋板工作示意圖)。
[0018]圖4為遮光罩的不意圖(遮光罩不意圖)。
[0019]圖5為補(bǔ)光光源的光譜圖(補(bǔ)光光源光譜)。
[0020]圖6為激發(fā)熒光的光譜圖(激發(fā)熒光光譜)。
[0021]

【具體實(shí)施方式】
[0022]以下將配合圖式及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，藉此對(duì)本實(shí)用新型如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題并達(dá)成技術(shù)功效的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
[0023]第一步:光源的設(shè)計(jì)。
[0024]光源的選材:光源可以選用紫外激光器，也可以選用紫外LED。波長(zhǎng)主峰分布在390-400nm之間的LED為優(yōu)選，相對(duì)比較經(jīng)濟(jì)。為了提高光照的均勻性可以選擇散射的LED ；聚光的LED也可以使用，但如果處理不好會(huì)降低光照的均勻度。
[0025]為了光照的均勻性，光源進(jìn)一步建議采用多顆LED共同照明，將LED安放在拍攝物體的四周，如圖2。
[0026]光源的亮度與功率大約成正比。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，采用10mA到IA的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)LED群，可以達(dá)到比較理想的效果，參數(shù)取決于圖像傳感器的具體參數(shù)。
[0027]LED可以通過(guò)供電電路與電源相連接。為了光照穩(wěn)定，可采用電流驅(qū)動(dòng)電路，電源可以采用電源適配器，也可以采用電池供電。干電池串聯(lián)或者鋰電池通過(guò)電流驅(qū)動(dòng)電路的可以為本光源供電。
[0028]值得注意的是，如果選擇的圖像傳感器拍攝角度較大，光源的光線可能會(huì)通過(guò)直射到達(dá)圖像傳感器。為了避免光源直接進(jìn)入圖像傳感器而影響到圖像傳感器的正常工作，可以在光源與圖像傳感器之間設(shè)置擋板來(lái)?yè)踝」庠吹闹鄙涔?，從而避免直射光線對(duì)圖像傳感器的影響。如圖S3。
[0029]第二步:屏蔽可見(jiàn)光。
[0030]通過(guò)遮光罩來(lái)屏蔽外界可見(jiàn)光的干擾。遮光罩采用兩端開(kāi)口，一端放置圖像傳感器，另一端預(yù)留拍攝窗口。光源位于遮光罩內(nèi)部，圖像傳感器不能直接拍攝的位置。如圖S4。
[0031]為了拍攝保證拍攝效果，降低可見(jiàn)光的干擾，遮光罩的需要選擇不透明、沒(méi)有熒光反應(yīng)的材質(zhì)。即采用外界光線射不進(jìn)來(lái)，內(nèi)部受到紫外光源的激發(fā)也不會(huì)產(chǎn)生熒光的材質(zhì)。
[0032]光源位置靠近拍攝窗口端可以改善拍攝的效果，因?yàn)槿绻捎肔ED作為光源，LED的波長(zhǎng)范圍并不是完全在我們?cè)O(shè)定的范圍，而是符合一種類似高斯分布的范圍，如圖5。主要波長(zhǎng)在我們?cè)O(shè)定的范圍內(nèi)，而其他波長(zhǎng)的光，尤其是可見(jiàn)光還是有一定的比例。如果光源距離圖像傳感器較近，會(huì)有一部分通過(guò)豬皮表面油脂的鏡面反射進(jìn)入圖像傳感器而影響拍攝效果。
[0033]遮光罩內(nèi)部如果采用能夠反射紫外光的材質(zhì)，通過(guò)光線的多次漫反射，也可以提高光照的均勻性。
[0034]第三步:圖像傳感器。
[0035]圖像傳感器可以選用一般的圖像傳感器如:數(shù)碼相機(jī)、攝像頭與電腦相連、具有拍照功能的手機(jī)，嵌入式拍照設(shè)備等能夠采集可見(jiàn)光的圖像傳感器都可以。
[0036]由于光源的波長(zhǎng)比較接近藍(lán)色。對(duì)拍攝獲取圖像的藍(lán)色通道影響較大。因此不建議用藍(lán)色圖像的信息做進(jìn)一步的圖像處理。
[0037]激發(fā)熒光成分中，紅色較少，也不是圖像處理的最佳選擇。
[0038]綠色通道是最佳選擇。為了獲取較好的圖像，建議采用綠色通道作為圖像傳感器的輸出結(jié)果。
[0039]第四步:采集圖像的運(yùn)用。
[0040]采集到的圖像，可能具有亮度的不均勻性。可能是激光灼燒過(guò)程不均勻，或者對(duì)焦不準(zhǔn)確、光照不均勻、肉質(zhì)地不均勻等?？梢酝ㄟ^(guò)圖像處理算法進(jìn)一步修正，并將圖像二值化。然后可以送到OCR識(shí)別核心，或者條碼解碼核心等進(jìn)一步處理和運(yùn)用。
[0041]圖像的二值化:
[0042]二值化方法很多，比如采用NiBlack局部二值化法、Canny邊緣檢測(cè)、Sobel邊緣檢測(cè)等。也可以通過(guò)高通濾波，對(duì)圖像進(jìn)行亮度均衡，然后采用全局的二值化算法，如0TSU、Kittler 等。
[0043]OCR識(shí)別和條碼解碼核心為現(xiàn)有技術(shù)，很多公司都提供相應(yīng)的服務(wù)，在此不贅述。
[0044]拍攝得到的圖像以及識(shí)別結(jié)果可以通過(guò)有線傳輸、Wifi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙或者無(wú)線2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)等連接方式傳輸?shù)椒?wù)器。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)應(yīng)用，乃至整個(gè)豬肉溯源系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1.一種豬肉激光打碼的采集裝置，其特征在于使用紫外光源作為光源，或者包含紫外光成分的光源作為光源，通過(guò)此光源的光照激發(fā)灼燒部分豬肉的熒光反應(yīng)；使用可見(jiàn)光圖像傳感器，獲取激發(fā)的熒光在可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集裝置，其特征在于，使用激發(fā)熒光的光源的光譜主峰波長(zhǎng)在390-400nm之間，或者主要包含390_400nm波長(zhǎng)的光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集裝置，其特征在于，增加用于屏蔽可見(jiàn)光的遮光罩，以屏蔽可見(jiàn)光的干擾。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集裝置，其特征在于，使用激發(fā)熒光的波長(zhǎng)主峰范圍在390-400nm之間；并且增加用于屏蔽可見(jiàn)光的遮光罩，以屏蔽可見(jiàn)光的干擾。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采集裝置，其特征在于，圖像采集設(shè)備采用具有拍照功能的手機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采集裝置，其特征在于，增加供電鋰電池和相應(yīng)的電路，并將設(shè)備做成手持設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采集裝置，該手持設(shè)備可以通過(guò)手機(jī)Wif1、2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器端進(jìn)行通信。
【文檔編號(hào)】A22C17/10GK204104638SQ201420117865
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】郭健, 朱軍民 申請(qǐng)人:北京易道博識(shí)科技有限公司