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基于纹理图像的农产品无损标识与真伪识别技术研究

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向绪友周超贺艺刘学文李亮

摘要：研究了一种基于产品表面纹理图像特征的产品真伪识别方法。使用具有定位、定向、定界和标定作用的标签联合产品本身天然纹理实现无损标识，一方面将官方纹理图像和用户纹理图像的特征值统一到同一计算空间，同时降低纹理图像拍摄条件，使应用场景更加丰富;另一方面利用分区将图像的纹理特征表达从一维扩展到多维，通过突出局部特征提高真伪识别准确率。

关键词：纹理图像;纹理防伪;纹理分类;局部特征描述;信息技术;农产品

：TP391.4：A：1006-060X（2020）08-0093-04

Abstract：Aproductauthenticityrecognitionmethodbasedonproductsurfacetextureimagefeaturesisstudied.Thelabelwiththefunctionsoflocation，orientation，delimitationandcalibrationisusedtorealizethenondestructiveidentificationbycombiningthenaturaltextureoftheproduct，ontheonehand，itunifiestheeigenvaluecalculationofofficialtextureimageandusertextureimageintothesamecomputingspace，atthesametime，itreducestheshootingconditionsoftextureimageandmakestheapplicationscenericher;thetexturefeatureexpressionoftextureimageisextendedfromonedimensiontomultidimensionbyusingpartition，andtherecognitionaccuracyisimprovedbyhighlightinglocalfeatures.

Keywords：textureimage;textureanti-counterfeiting;textureclassification;localfeaturedescription;informationtechnology;agriculturalproducts

基于標识的产品真伪识别技术包括材料防伪、油墨防伪、纹理防伪和RFID防伪等技术，这些技术在特定的应用中都发挥了有效的防伪作用。当前，在农产品流通领域，基于无损标识限制条件，纹理防伪[1]仍是研究热点。纹理防伪具有难伪造、构造成本较低和相对可靠等优点[2]。纹理防伪以纹理识别为基础，常通过判定指定区域是否存在预期的纹理特征实现[3]，主要内容包括标识标签构造、识别区域定位、特征生成和特征匹配等。研究重点在于构造标识标签以及所述标识标签的集成应用方法，为具有独特纹理特征的农产品机器识别提供解决方案。

在标识标签构造方面，常用的方法有2类，一是基于结构纹理[4]构造，二是基于天然纹理[5-6]构造。前者利用具有唯一性纹理特征的材料，采用特定的排列组合方法生成一组代码作为产品的标签，真伪识别过程需要人工参与，不支持机器识别，存在操作复杂、使用条件过于受限和识别结果人为因素影响大等可用性问题。后者基于产品本身的纹理图像构造标识标签，但在构造设计上没有充分考虑纹理图像拍摄视角、拍摄距离（缩放）对纹理表观特征的影响[7-8]，也没有提供消除影响的方法，虽然支持机器识别，但因拍摄要求过于苛刻导致识别准确率较低，应用体验效果较差。

鉴于此，提出一种基于表面纹理图像特征的防伪技术，用于部分固态性农产品在销售环节中的无损标识和在线真伪识别。

1基本原理

使用具有定位、定向、定界和标定作用的标签，将官方纹理图像和用户纹理图像的特征值计算统一到同一计算空间，屏蔽因纹理图像拍摄视角和拍摄距离不同对纹理表观特征的影响。官方纹理图像由卖方生成，内容包括标签和产品表面纹理图案，以标签为参考点定义识别区域，将识别区域划分成多个分区（称为基准分区），计算每个基准分区的纹理图像特征值得到一组基准分区纹理图像特征值。用户纹理图像由买方生成，利用标签特征信息进行透视变换，用同样的方法将图像划分成多个分区（称为相似分区），建立基准分区与相似分区间的对应关系，