天演维真生物特征识别与漂移性分析技术在农业领域的创新应用

随着人们生活水平提升，健康观念不断提高，越来越多的消费者愿意花更多的钱购买绿色农食产品。传统的农产品监管方式是绿色农食产品上市前需经专业机构检测、认定，但认证的基础是普通农产品和加工食品，其质量无法超越我国农产品和食品工业现有的发展水平。为切实保障绿色农产品质量安全，使消费者安心消费，有效监控绿色农产品产前、产中、产后全过程，为建立坚持标准、规范认证、强化监管的质量保证制度提供有力支撑，开始推行建设农产品质量安全追溯与保障体系。

绿色农产品质量安全追溯是一项系统工程，涉及农业标准化、种植养殖及加工、包装及配送、信息追溯平台建设等方面，农产品在生产、加工、质检、运输及销售等各个环节，建立完备的质量安全档案记录和农产品标签管理制度，实现生产记录可存储、产品流向可追踪、储运信息可查询，明确责任主体，确保质量安全。

尽管我国农产品追溯系统的研究和开发已取得了一定的成果，但依旧存在着一些问题，具体包括以下几点：

① 缺乏与追溯配套的信用保障体系。

② 追溯信息价值有限共享难。

③ 企业实施追溯门槛较高，追溯产品或追溯环节单一。

④ 可追溯的绿色农产品高价市场很难接受。

⑤ 运输途中水分流失、产品形态发生细微不可逆改变。

传统的农产品认证和追溯越来越难以满足人们对农产品质量安全的高要求。天演维真基于生物特征识别与漂移性分析技术的推广应用，对保证农产品质量，保障消费者饮食安全和提高我国农产品的世界市场份额具有重要的意义。

一、什么是基于生物特征识别与漂移性分析？

传统的物体识别原理是，先提取图片中的特征点，再比对两张图片的特征点判断是否为同一物体。特征提取和匹配的主要组成部分有：

检测(detection)：识别感兴趣点。

描述(description)： 描述每个特征点周围的局部外观，这种描述在光照、平移、尺度和平面内旋转的变化下是(理想的)不变的。我们通常会为每个特征点提供一个描述符向量。

匹配(mataching)：通过比较图像中的描述符来识别相似的特征。对于两幅图像，我们可以得到一组对(Xi，Yi)-> ，其中(Xi，Yi)是一幅图像的特征，是另一幅图像的特征。

经典的特征检测算法包括sift，surf以及orb等都有其各自的优缺点，随着机器学习的不断发展，有人提出了优秀的特征匹配算法。暴力（Brute-Force）匹配：一种描述符匹配算法，该方法会比较两个描述符，并产生匹配结果列表，第一个描述符的所有特征都拿来和第二个进行比较。K-最近邻（knn）匹配：在所有的机器学习算法中，knn可能是最简单的。FLANN匹配：FLANN具有一种内部机制，该机制可以根据数据本身选取合适的算法来处理数据集，FLANN比其他的最近邻搜索快10倍。

通过测试找到合适的匹配阈值，通过检测，描述以及匹配三个步骤就能判别两张图片中的物体是否为同一个。

二、生物特征识别与漂移性分析技术在农产品质量安全追溯领域的创新应用

天演维真基于生物特征识别与漂移性分析从农产品运输途中形态变化作为切入点，分析大量农产品运输途中形态变化与温度、湿度、运输时间等各方面因素建立AI分析模型，消费者对产品拍照后上传至服务器，AI分析模型对图片进行漂移性分析还原图片，运用surf对图片进行特征提取与数据库内提前保存的特征FLANN匹配，最终识别运输前后产品图片，实现防伪功能，该功能仅需对生产各过程进行拍照记录即可实现全过程溯源。

以松茸为例，我们都知道，松茸的营养价值很高，而且很珍贵，用传统的检测方法对进入市场的松茸进行检测，耗时费力，成本高，严重影响松茸的口感。因此，推行一种生物特征识别及漂移性分析的防伪手段是一种切实可行的方案。

通过记录松茸发货时的纹路，消费者购买后拍摄松茸纹路就能进行识别鉴别真伪。基于opencv，使用surf特征提取，FLANN匹配。

松茸a出货前特征点图像如下所示。

松茸b图像提取特征后，与松茸a的特征FLANN匹配，如下左图所示，匹配点少。松茸a经物流运输后进行特征提取，与松茸a出货前的特征FLANN匹配，如下右图所示，匹配点多。即同一松茸的不同照片匹配点多，能判别松茸a出货前与出货后为同一松茸。

三、生物特征识别与漂移性分析技术在农产品质量安全追溯领域应用的优势

1.对于消费者而言，消费者可以随时随地使用手机拍照查看农产品全过程信息，根据掌握信息决定是否购买，全面保护消费者的知情权，增强消费者安全意识，保障公众健康。

2.对于企业而言，无需购买RF设备、二维码制作设备、扫码设备，减少生产成本，可以实现对农产品生产流通全过程的质量监控，降低生产过程风险，提高企业的公众信誉，赢得市场机会。

3.对于政府而言，即时召回有问题的农产品可以减少其对公众的危害和政府在公众健康上的支出，完善政府监管部门和消费者对农产品的有效监管和质量控制，提高公众对政府和社会消费的信心，还可以避免西方国家在农产品贸易中的绿色壁垒。

现代科技的高速发展和假冒伪造活动的日益猖獗，促进了各种防伪技术的快速发展。防伪技术的发展与其他相关学科和技术的发展紧密相连。在融入了先进的技术成果的同时，也成为多学科科技成果的组合和综合应用的结晶，就目前国内外防伪市场的情况来看，防伪技术面向生物特征识别及漂移性分析是大势所趋，符合当今防伪市场发展规律，有利于国家整合市场，是提升消费者权益的有效手段。