2020年食品供应链可追溯系统模型参照模板
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势，采用虹膜识别作为动物个体溯源的关键技术更为准确有效。
• 人眼虹膜识别系统
国外对虹膜识别研究较早，传统的虹膜识别算法有Daugman和Wildes提 出的识别算法。
（1）Daugman系统：利用如下微积分算子（Integrodifferentialoperator）来定位虹膜：
max
(r ,x0 , y0 )
越来越多国家的消费者要求提供产品在食品供应链中的流动情况，并对其
进行跟踪和追溯，一些发达国家已经实施了食品安全追溯制度。
•
我国应用于全程溯源的标签技术只在有限的食品种类中的某些过程得
到应用，大型动物食品个体鉴别技术研究才刚刚起步。总的来说，我国的
食品溯源技术严重不足，溯源系统还未得到广泛应用，严重影响了食品安
主要包括动物个体识别技术、现代信息网络和通讯技术等，其中动
物个体标识技术是可追溯关键技术体系的核心所在。目前国内外采
用的关键技术大体可分为三类：机械方法（烙铁、纹身等）；电子
方法（条形码塑料耳标、电子纽扣式标签、无线射频识别等）；以 及生物方法（DNA分型、眼虹膜识别、视网膜识别等）。其中无线 射频技术和生物学身份识别技术（如眼虹膜识别和DNA分型）是个 体识别的一种新技术，未来发展潜力巨大。
G
(r)
r
ds I ( x, y)
r ,x0 , y0 2 r
其中，是标准差为的高斯函数，起平滑滤波作用，I为虹膜图像，表示
卷积，除以是为了归一化。整个算子的作用为一个以一定尺度的高斯函数
模糊化的圆的边缘检测器，它在三维的参数空间迭代求最优解。检测眼睑
时积分路径改为圆弧形，然后用统计方法判断是否有眼睑。特征抽取时采
大型动物虹膜识别技术
虹膜识别技术是属于动物识别技术的一种，动物个体识别是 肉食品可追溯系统的首要因素，是指利用特定的标签，以某种技 术手段与拟识别的动物相对应，并能随时对动物的相关安全信息 进行跟踪与管理，发生问题时，可以快速追溯到动物在食品链上 经过的各节点以及出生地的一种技术。参照发达国家实施的畜产 品追溯系统与技术，综合比较集中畜体标识技术的优劣和发展趋
特征抽取使用基于纹理分析的方法，提出用高斯型滤波器在不同分辨 率下分解虹膜图像，采用拉普拉斯金字塔的多分辨率技术，在不用尺度 下计算给定的两个虹膜图像的归一化相关系数，然后使用Fisher分类器 进行分类，该方法本质上是一种图像匹配方法，缺点是计算复杂度高。
第二部分（第三、四章）进行了了大型动物虹膜识别的算法研究与 系统实现，以实地采集的大型动物眼睛图片为基础，从虹膜定位、归一 化、特征编码及匹配几个方面，进行了动物虹膜识别算法的研究。其中 包括图像的预处理、特征提取、二维Gabor滤波器的构造、参数选择、 虹膜编码以及Hamming距离的计算等，通过计算机程序实现虹膜图像的 识别过程。
第二章 基于虹膜识别的肉类食品供 应链可追溯系统
研究食品供应链可追溯系统的两种思路
•
通过构建可追溯体制机制、法规标准的角度，各个国家通过强
制性制度建设，建立健全食品可追溯系统模型；（2）通过对食品
可追溯系统中关键技术的研究，加强食品供应链可追溯的宽度、深
度和准确度。
•
食品供应链可追溯关键技术是可追溯系统有效运作的核心所在，
全的风险管理和我国食品的国际竞争力。从我国食品链可追溯系统的长期
发展来看，研究出与国外接轨的准确、可行、快速、便捷的可追溯关键技
术是十分必要的。
•
本文是“十一五”国家科技支撑计划重大项目“食品安全关键技
术”——“食品污染溯源技术研究（2006BAK02A16）”和“超市食品安全
的质量控制技术研究（2006BAK02A28）”的研究成果。食品污染溯源技术
本文主要研究内容
• 论文的内容安排
第一部分（第二章）选择以食品链关键技术作为切入点，首先讨论 了人眼虹膜识别技术应用于大型动物识别在图像采集、虹膜定位、特征 提取三方面存在的技术难点，给出了实现动物虹膜识别的技术路线；最 后构建了基于虹膜识别的肉食品可追溯系统，并进行了详细功能划分和 流程设计，为虹膜技术在肉食品可追溯系统中的应用实施提供了参考。
用Gabor滤波器的相位编码算法，利用Gabor滤波器的局部性和方向性对虹
膜纹理百度文库行分解编码，依据是Gabor小波具有与人类简单视觉细胞相似的视
觉特性，能够很好地分析现实世界中的各种模式.
最后提取其相位信息，并将所得到的相位信息量化为二值的虹膜编 码，利用归一化的海明距离（Hamming distance）实现虹膜特征匹配。 此方法是识别性能最好的方法。
基于虹膜识别的肉类食品可追溯系统
大型动物虹膜识别算法体系
虹膜图像预处理
虹膜特征提取和模式匹配
模式匹配 纹理特征编码
图像增强 虹膜分割及归一化 虹膜内外边缘定位
图像噪声处理
人眼虹膜识别理论 ＋
Visual C ++6.0 编程实验
1-2 论文研究框架图
计算机图形学理论 Matlab6.5 滤波器仿真
食品供应链可追溯系统模型 及关键技术研究
目录
第一章 绪论 第二章 基于虹膜识别的肉类供应链可追溯
系统 第三章 大型动物虹膜图像预处理算法 第四章 大型动物虹膜图像的纹理特征提取
和模式匹配算法 第五章 结束语
第一章 绪论
研究背景及意义
•
近年来，一系列食品安全事件的发生以及人畜共患传染病的爆发带给
人们极大的恐慌，越来越多的企业开始试图降低生产过程中的风险，同时
研究课题，以关系国计民生和国际贸易的重要食品种类为研究对象，利用
以电子标签为核心的编码技术、虹膜技术、同位素技术、DNA指纹技术等，
建立大型动物食品个体鉴别技术、食品产地溯源技术等，构建食品供应链
全程污染物溯源技术系统,为完善我国食品溯源系统提供理论和技术支撑。
相关文献综述
• 肉类食品供应链可追溯系统研究现状 • 食品供应链可追溯关键技术研究现状 • 虹膜识别技术研究现状
（2）Wildes系统：Wildes系统使用边缘检测与Hough变换相结合的方 法定位虹膜，先用二维高斯函数结合拉普拉斯算子来寻找虹膜边缘点， 再用Hough变换来得到虹膜参数，也是在三维参数空间求内外圆的参数最 优解。由于Hough变化具有一系列优点被认为是高效的匹配滤波器工具， 但是由于其计算量与参数空间成指数关系，因此这种方法的计算时间是 一个不能忽视的问题，此外，当虹膜被睫毛及眼睑遮挡的时候，这种方 法的准确性会显著下降。
• 人眼虹膜识别系统
国外对虹膜识别研究较早，传统的虹膜识别算法有Daugman和Wildes提 出的识别算法。
（1）Daugman系统：利用如下微积分算子（Integrodifferentialoperator）来定位虹膜：
max
(r ,x0 , y0 )
越来越多国家的消费者要求提供产品在食品供应链中的流动情况，并对其
进行跟踪和追溯，一些发达国家已经实施了食品安全追溯制度。
•
我国应用于全程溯源的标签技术只在有限的食品种类中的某些过程得
到应用，大型动物食品个体鉴别技术研究才刚刚起步。总的来说，我国的
食品溯源技术严重不足，溯源系统还未得到广泛应用，严重影响了食品安
主要包括动物个体识别技术、现代信息网络和通讯技术等，其中动
物个体标识技术是可追溯关键技术体系的核心所在。目前国内外采
用的关键技术大体可分为三类：机械方法（烙铁、纹身等）；电子
方法（条形码塑料耳标、电子纽扣式标签、无线射频识别等）；以 及生物方法（DNA分型、眼虹膜识别、视网膜识别等）。其中无线 射频技术和生物学身份识别技术（如眼虹膜识别和DNA分型）是个 体识别的一种新技术，未来发展潜力巨大。
G
(r)
r
ds I ( x, y)
r ,x0 , y0 2 r
其中，是标准差为的高斯函数，起平滑滤波作用，I为虹膜图像，表示
卷积，除以是为了归一化。整个算子的作用为一个以一定尺度的高斯函数
模糊化的圆的边缘检测器，它在三维的参数空间迭代求最优解。检测眼睑
时积分路径改为圆弧形，然后用统计方法判断是否有眼睑。特征抽取时采
大型动物虹膜识别技术
虹膜识别技术是属于动物识别技术的一种，动物个体识别是 肉食品可追溯系统的首要因素，是指利用特定的标签，以某种技 术手段与拟识别的动物相对应，并能随时对动物的相关安全信息 进行跟踪与管理，发生问题时，可以快速追溯到动物在食品链上 经过的各节点以及出生地的一种技术。参照发达国家实施的畜产 品追溯系统与技术，综合比较集中畜体标识技术的优劣和发展趋
特征抽取使用基于纹理分析的方法，提出用高斯型滤波器在不同分辨 率下分解虹膜图像，采用拉普拉斯金字塔的多分辨率技术，在不用尺度 下计算给定的两个虹膜图像的归一化相关系数，然后使用Fisher分类器 进行分类，该方法本质上是一种图像匹配方法，缺点是计算复杂度高。
第二部分（第三、四章）进行了了大型动物虹膜识别的算法研究与 系统实现，以实地采集的大型动物眼睛图片为基础，从虹膜定位、归一 化、特征编码及匹配几个方面，进行了动物虹膜识别算法的研究。其中 包括图像的预处理、特征提取、二维Gabor滤波器的构造、参数选择、 虹膜编码以及Hamming距离的计算等，通过计算机程序实现虹膜图像的 识别过程。
第二章 基于虹膜识别的肉类食品供 应链可追溯系统
研究食品供应链可追溯系统的两种思路
•
通过构建可追溯体制机制、法规标准的角度，各个国家通过强
制性制度建设，建立健全食品可追溯系统模型；（2）通过对食品
可追溯系统中关键技术的研究，加强食品供应链可追溯的宽度、深
度和准确度。
•
食品供应链可追溯关键技术是可追溯系统有效运作的核心所在，
全的风险管理和我国食品的国际竞争力。从我国食品链可追溯系统的长期
发展来看，研究出与国外接轨的准确、可行、快速、便捷的可追溯关键技
术是十分必要的。
•
本文是“十一五”国家科技支撑计划重大项目“食品安全关键技
术”——“食品污染溯源技术研究（2006BAK02A16）”和“超市食品安全
的质量控制技术研究（2006BAK02A28）”的研究成果。食品污染溯源技术
本文主要研究内容
• 论文的内容安排
第一部分（第二章）选择以食品链关键技术作为切入点，首先讨论 了人眼虹膜识别技术应用于大型动物识别在图像采集、虹膜定位、特征 提取三方面存在的技术难点，给出了实现动物虹膜识别的技术路线；最 后构建了基于虹膜识别的肉食品可追溯系统，并进行了详细功能划分和 流程设计，为虹膜技术在肉食品可追溯系统中的应用实施提供了参考。
用Gabor滤波器的相位编码算法，利用Gabor滤波器的局部性和方向性对虹
膜纹理百度文库行分解编码，依据是Gabor小波具有与人类简单视觉细胞相似的视
觉特性，能够很好地分析现实世界中的各种模式.
最后提取其相位信息，并将所得到的相位信息量化为二值的虹膜编 码，利用归一化的海明距离（Hamming distance）实现虹膜特征匹配。 此方法是识别性能最好的方法。
基于虹膜识别的肉类食品可追溯系统
大型动物虹膜识别算法体系
虹膜图像预处理
虹膜特征提取和模式匹配
模式匹配 纹理特征编码
图像增强 虹膜分割及归一化 虹膜内外边缘定位
图像噪声处理
人眼虹膜识别理论 ＋
Visual C ++6.0 编程实验
1-2 论文研究框架图
计算机图形学理论 Matlab6.5 滤波器仿真
食品供应链可追溯系统模型 及关键技术研究
目录
第一章 绪论 第二章 基于虹膜识别的肉类供应链可追溯
系统 第三章 大型动物虹膜图像预处理算法 第四章 大型动物虹膜图像的纹理特征提取
和模式匹配算法 第五章 结束语
第一章 绪论
研究背景及意义
•
近年来，一系列食品安全事件的发生以及人畜共患传染病的爆发带给
人们极大的恐慌，越来越多的企业开始试图降低生产过程中的风险，同时
研究课题，以关系国计民生和国际贸易的重要食品种类为研究对象，利用
以电子标签为核心的编码技术、虹膜技术、同位素技术、DNA指纹技术等，
建立大型动物食品个体鉴别技术、食品产地溯源技术等，构建食品供应链
全程污染物溯源技术系统,为完善我国食品溯源系统提供理论和技术支撑。
相关文献综述
• 肉类食品供应链可追溯系统研究现状 • 食品供应链可追溯关键技术研究现状 • 虹膜识别技术研究现状
（2）Wildes系统：Wildes系统使用边缘检测与Hough变换相结合的方 法定位虹膜，先用二维高斯函数结合拉普拉斯算子来寻找虹膜边缘点， 再用Hough变换来得到虹膜参数，也是在三维参数空间求内外圆的参数最 优解。由于Hough变化具有一系列优点被认为是高效的匹配滤波器工具， 但是由于其计算量与参数空间成指数关系，因此这种方法的计算时间是 一个不能忽视的问题，此外，当虹膜被睫毛及眼睑遮挡的时候，这种方 法的准确性会显著下降。