一種豬肉激光灼刻打碼的采集裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種針對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特定波長的光具有微弱熒光反應的特性，通過屏蔽可見光，并在采集設備上安裝特定波長的紫外光源，使豬肉上激光灼刻部分產生熒光，利用圖像傳感器采集熒光，從而實現激光灼刻打碼的圖像采集。本裝置具有極強的抗噪聲性能，通過進一步圖像處理與分析，可以實現圖像中的機讀碼信息的獲得。
【專利說明】一種豬肉激光灼刻打碼的采集裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于圖像采集【技術領域】，具體地說，涉及一種針對豬肉上激光灼刻打碼的圖像采集裝置。
【背景技術】
[0002]豬肉上蓋的藍色檢疫印章，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激光燒制生成的信息，用激光在豬肉表皮灼刻代碼，呈現立體圖像，有凹凸感。生豬激光灼刻檢疫標識可用來提升動物產品安全追溯，保障豬肉產品質量安全。
[0003]生豬激光灼刻沒有任何添加物質，不會對被激光灼刻的豬肉及周邊環境造成污染，同時也對信息的識讀帶來了挑戰。用各種光源和一般的拍攝手段，都很難達到清晰獲取圖像的標準。
[0004]一般圖像采集手法是利用圖像傳感器，如照相機、攝像頭、掃描儀等，對通用的事物進行采集，采集到事物發射或者反射的可見光，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。在一些復雜的情況下，采用特定的顏色的光進行照射，可以獲得或者過濾某些顏色。如在紅色光的照射下，拍攝文本，可以過濾掉印章等紅色信息的干擾。
[0006]針對復雜的背景和有用信息與背景噪聲相近的情況，一般很難做到對噪聲的過濾。生豬激光灼刻也屬于這種情況。灼刻的區域看起來并不明顯，相反一些血跡、油脂會嚴重影響灼刻的視覺效果，給圖像的采集帶來困難。
實用新型內容
[0007]為了解決上述技術問題，本實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]根據大量實驗，我們發現豬肉的激光灼刻部分對某個特定波長的光具有微弱的熒光反應。此現象不同于常見的幾種熒光物質，熒光并不強，熒光響應最敏感的波長大約在390-400nm之間。本實用新型根據這個現象，將拍攝環境的可見光進行屏蔽，通過這個特定波長的光源進行補光，再利用圖像傳感器針對熒光的波長范圍對激光灼刻的豬肉進行采集。
[0009]圖像采集針對的波長為綠色為主，遠離紫外光源的波長，同時大大降低了補光光源反射光對圖像采集效果的影響。熒光的波長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。同時可以增大補光的亮度或者利用其它圖像增強技術，獲得清晰的激光灼刻圖像。
[0010]本實用新型與現有的方案相比，具有以下優勢:
[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:不受血跡、油脂等雜質的干擾。
[0013]3、有效識讀時間長:隨著激光灼刻時間的推移，熒光現象減弱的很慢，可以適應識讀在肉品流通領域流通的整個周期。大大強于其他的圖像采集方式。
[0014]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的采集設備結構圖(整體示意圖)。SI為圖像傳感器，用來獲取豬肉激光灼刻的圖像。S2為遮光擋板，用來避免補光燈的光線直射到圖像傳感器的鏡頭內。S3為補光光源，用來照明，激發豬肉激光灼刻部分的熒光反應。S4為遮光罩，用來屏蔽外界可見光。也同時作為圖像采集設備的主要支撐。S5為被拍攝的激光灼刻的豬肉。
[0016]圖2為補光設備的原理圖(補光光源不意圖)。
[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為補光光源的光譜圖(補光光源光譜)。
[0020]圖6為激發熒光的光譜圖(激發熒光光譜)。
[0021]
【具體實施方式】
[0022]以下將配合圖式及實施例來詳細說明本實用新型的實施方式，藉此對本實用新型如何應用技術手段來解決技術問題并達成技術功效的實現過程能充分理解并據以實施。
[0023]第一步:光源的設計。
[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。波長主峰分布在390-400nm之間的LED為優選，相對比較經濟。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，但如果處理不好會降低光照的均勻度。
[0025]為了光照的均勻性，光源進一步建議采用多顆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。根據實驗，采用10mA到IA的驅動電路來驅動LED群，可以達到比較理想的效果，參數取決于圖像傳感器的具體參數。
[0027]LED可以通過供電電路與電源相連接。為了光照穩定，可采用電流驅動電路，電源可以采用電源適配器，也可以采用電池供電。干電池串聯或者鋰電池通過電流驅動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，光源的光線可能會通過直射到達圖像傳感器。為了避免光源直接進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置擋板來擋住光源的直射光，從而避免直射光線對圖像傳感器的影響。如圖S3。
[0029]第二步:屏蔽可見光。
[0030]通過遮光罩來屏蔽外界可見光的干擾。遮光罩采用兩端開口，一端放置圖像傳感器，另一端預留拍攝窗口。光源位于遮光罩內部，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，降低可見光的干擾，遮光罩的需要選擇不透明、沒有熒光反應的材質。即采用外界光線射不進來，內部受到紫外光源的激發也不會產生熒光的材質。
[0032]光源位置靠近拍攝窗口端可以改善拍攝的效果，因為如果采用LED作為光源，LED的波長范圍并不是完全在我們設定的范圍，而是符合一種類似高斯分布的范圍，如圖5。主要波長在我們設定的范圍內，而其他波長的光，尤其是可見光還是有一定的比例。如果光源距離圖像傳感器較近，會有一部分通過豬皮表面油脂的鏡面反射進入圖像傳感器而影響拍攝效果。
[0033]遮光罩內部如果采用能夠反射紫外光的材質，通過光線的多次漫反射，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:數碼相機、攝像頭與電腦相連、具有拍照功能的手機，嵌入式拍照設備等能夠采集可見光的圖像傳感器都可以。
[0036]由于光源的波長比較接近藍色。對拍攝獲取圖像的藍色通道影響較大。因此不建議用藍色圖像的信息做進一步的圖像處理。
[0037]激發熒光成分中，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果。
[0039]第四步:采集圖像的運用。
[0040]采集到的圖像，可能具有亮度的不均勻性。可能是激光灼燒過程不均勻，或者對焦不準確、光照不均勻、肉質地不均勻等。可以通過圖像處理算法進一步修正，并將圖像二值化。然后可以送到OCR識別核心，或者條碼解碼核心等進一步處理和運用。
[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、Sobel邊緣檢測等。也可以通過高通濾波，對圖像進行亮度均衡，然后采用全局的二值化算法，如0TSU、Kittler 等。
[0043]OCR識別和條碼解碼核心為現有技術，很多公司都提供相應的服務，在此不贅述。
[0044]拍攝得到的圖像以及識別結果可以通過有線傳輸、Wifi無線網絡、藍牙或者無線2G、3G、4G網絡等連接方式傳輸到服務器。進而實現整個應用，乃至整個豬肉溯源系統。
【權利要求】
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，通過此光源的光照激發灼燒部分豬肉的熒光反應；使用可見光圖像傳感器，獲取激發的熒光在可見光波長范圍的圖像。
2.根據權利要求1所述的采集裝置，其特征在于，使用激發熒光的光源的光譜主峰波長在390-400nm之間，或者主要包含390_400nm波長的光。
3.根據權利要求1所述的采集裝置，其特征在于，增加用于屏蔽可見光的遮光罩，以屏蔽可見光的干擾。
4.根據權利要求1所述的采集裝置，其特征在于，使用激發熒光的波長主峰范圍在390-400nm之間；并且增加用于屏蔽可見光的遮光罩，以屏蔽可見光的干擾。
5.根據權利要求4所述的采集裝置，其特征在于，圖像采集設備采用具有拍照功能的手機。
6.根據權利要求5所述的采集裝置，其特征在于，增加供電鋰電池和相應的電路，并將設備做成手持設備。
7.根據權利要求6所述的采集裝置，該手持設備可以通過手機Wif1、2G、3G、4G網絡與服務器端進行通信。
【文檔編號】A22C17/10GK204104638SQ201420117865
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年3月17日 優先權日:2014年3月17日
【發明者】郭健, 朱軍民 申請人:北京易道博識科技有限公司