基于多算法融合的海产品核辐射指标预警系统及其方法与流程

    技术2025-02-10  48


    本发明涉及核辐射指标预警,具体地说,涉及基于多算法融合的海产品核辐射指标预警系统及其方法。


    背景技术:

    1、核辐射监测是海洋环境监测中的重要一环,对于保障海产品的安全至关重要。传统的海洋核辐射监测方法可能存在放射性污染、剂量计算困难等问题,而现代的核辐射监测技术,如实时监测技术、多参数监测技术和数据分析技术等,能够更准确地监测和评估海洋核辐射的水平和变化,为海洋环境安全提供可靠的保障。

    2、目前现有的海产品核辐射指标预警系统,大都是对海产品进行核辐射数据检测,得到的核辐射数据超过国家辐射环境监测规范,则判定该海产品核辐射超标,并对核辐射超标的海产品产地实施进口限制或禁止,但核辐射超标的海产品数据与产地的核辐射数据比对后,与该产地的核辐射数据不符合,有可能是产品运输过程中的污染或人为操作失误导致,不能从源头解决问题,容易引发安全风险和市场信任度下降的问题,致使消费者恐慌,对整个行业产生负面影响的问题。

    3、因此,亟需基于多算法融合的海产品核辐射指标预警系统及其方法来解决现有技术问题。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供基于多算法融合的海产品核辐射指标预警系统及其方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

    2、为实现上述目的,本发明目的之一在于,提供了基于多算法融合的海产品核辐射指标预警系统,包括标识模块、识别模块、海产品核辐射比对模块和海产品核辐射指标检测模块。

    3、标识模块包括标识模块包括海产品信息,海产品信息包括海产品名称和海产品产地,海产品名称是针对不同类别的海产品进行标注,海产品产地是针对海产品的产地进行记录,包括国家、省份、地区、城市和港口,以及海产品生产日期和保质期的时间,并通过二维码的形式打印出来,贴在相应的海产品包装上;

    4、识别模块包括数据采集、预处理、特征提取、识别算法、数据库和结果输出,数据采集对海产品进行摄像获取图像,预处理针对拍摄下的海产品图像进行图像增强、去噪、裁剪和缩放,特征提取将预处理后得到的海产品图像进行特征提取,识别算法针对提取特征后的海产品图像进行分类,数据库将分类的海产品图像进行存储,并与数据库中的海产品图像比对,结果输出将分类的海产品图像与数据库中的海产品图像比对得到的数据结果输出,并展示出;

    5、特征提取提取的海产品图像和识别算法对提取特征后的海产品图像进行分类,得到的全新海产品图像通过特征拼接的方式融合,形成一个更长的特征向量,并将更长的特征向量输入到模型中进行训练,使用独立的测试集评估模型的性能,最后与数据库中的海产品图像标签相对应,得知海产品核辐射是否超标;

    6、海产品核辐射比对模块包括产地核辐射检测和海产品核辐射数据比对,产地核辐射检测是收集和存储不同地区和港口的核辐射数据,海产品核辐射数据比对是将该产地的海产品核辐射数据与该产地的核辐射数据比对,了解该产地的核辐射状况,比对得出该产地的核辐射数据与海产品核辐射数据相匹配。

    7、作为本技术方案的进一步改进,标识模块中二维码相关信息还包括生产商和捕捞船信息,进一步呈现海产品的产地信息。

    8、作为本技术方案的进一步改进,特征提取为特征提取算法,公式为离散傅里叶变换,公式如下:

    9、

    10、其中:f(n)是输入信号在时刻n的样本值;

    11、n是信号的长度,即样本的数量;

    12、k是频域中的索引,其取值范围通常是0到n-1;

    13、i是虚数单位,满足i^2=-1;

    14、e是自然对数的底数,约等于2.71828。

    15、作为本技术方案的进一步改进,识别算法为机器学习算法,公式为:

    16、(p(y=1|x)=\frac{1}{1+e^{-(\beta_0+\beta_1x_1+\beta_2x_2+\ldots+\beta_nx_n)}})其中,(p(y=1|x)):条件概率,表示在给定输入特征(x)的条件下,输出(y)为1的概率;

    17、(e):自然对数的底数,约等于2.71828;

    18、(\beta_0):截距项,是逻辑回归模型中的一个参数;

    19、(\beta_1,\beta_2,\ldots,\beta_n):这些是模型的特征权重,用于衡量每个输入特征(x_1,x_2,\ldots,x_n)对输出(y)的影响程度;

    20、(x_1,x_2,\ldots,x_n):这些是输入特征,表示影响输出(y)的各种因素。

    21、作为本技术方案的进一步改进,海产品核辐射指标检测模块包括辐射探测器、数据采集和处理和报警机制,辐射探测器是将标识模块和识别模块中的海产品进行α、β和γ射线检测,数据采集和处理是对海产品进行α、β和γ射线检测后,得到的数据进行处理和分析,报警机制是检测到超过阈值的核辐射水平时,触发报警机制,并通过声音通知相关人员。

    22、作为本技术方案的进一步改进,辐射探测器对海产品检测得到的数据,数据通过数据采集和处理进行分析,并与产地核辐射检测存储的不同地区和港口的核辐射数据进行比对,得出海产品标注的产地数据是否在范围之内,若不是,说明海产品标注的产地不正确。

    23、作为本技术方案的进一步改进,海产品图像特征分类包括外观特征、气味特征和生长特征,外观特征从颜色和形状区分。

    24、本发明目的之二在于,提供了基于多算法融合的海产品核辐射指标预警方法,包括如下步骤;

    25、s1、对海产品的产品名称和产地相关信息通过二维码的方式打印出来,并贴在相对应的海产品包装上;

    26、s2、贴好标签的海产品包装按照类别和产地依次放置,在检测平台通过摄像头对海产品进行图像提取,并对图像进行预处理,图像预处理后的海产品图像通过特征提取得到全新海产品图像,再通过机器学习算法对全新海产品图像进行分类,得出两种海产品图像,将两种海产品图像进行特征融合,最后与检测平台内部存储的海产品图像特征对比,若没有问题,传输到核辐射数据检测工序,有问题,直接对海产品进行隔离,并根据类别和产品分开放置;

    27、s3、没有问题的海产品包装传输到核辐射数据检测,对海产品进行检测,当海产品核辐射数据超标,辐射探测器发出警报,并通过海产品核辐射检测生成报告;

    28、s4、将海产品超标数据在海产品核辐射检测页面显示,并将海产品标注的产地核辐射数据显示,与海产品检测的数据比对,与产地核辐射数据差值在范围内,说明海产品是属于二维码标签上的产地,若与产地核辐射数据差值范围较大,则说明海产品是不属于二维码标签上的产地,报警机制会发出警报,警示工作人员,通过海产品核辐射检测内存储的不同地区和港口的核辐射数据,对应在核辐射数据范围内的产地,说明该海产品是属于该产地。

    29、作为本技术方案的进一步改进,核辐射数据检测为盖革计数器。

    30、作为本技术方案的进一步改进,海产品的二维码标签通过打印机打印,打印机和核辐射数据检测相连接,并利用打印机将海产品核辐射数据和相匹配的地区核辐射数据比对通过文档形式打印出,用于提供给工作人员。

    31、与现有技术相比,本发明的有益效果:

    32、1、该基于多算法融合的海产品核辐射指标预警系统及其方法中,对海产品通过特征提取算法进行图像特征提取,包括外观特征、气味特征和生长特征,受到核辐射影响的海产品可能会出现异常的颜色和形状,如发黑、发绿、变形等,这是由于放射性物质可能破坏了其细胞结构和生物化学反应,导致外观上的显著变化,辐射污染的海鲜可能会散发出异常的臭味或怪味,这是因为放射性物质可能对其组织和细胞产生了不可逆的伤害,受到核污染的海鲜可能会出现异常的生长情况,如异常生长速度、异常大小等,这是因为放射性物质可能对生物体的细胞分裂和生长过程产生影响。

    33、2、该基于多算法融合的海产品核辐射指标预警系统及其方法中,通过设置的机器学习算法对外观特征得到的海产品图像进行分类,通过边缘检测法对海产品的形状、面积和长宽比进行测量,并与检测平台内部存储的海产品图像特征对比,可从外观方面了解该海产品是否有异常,作为判断海产品是否受到核辐射的依据之一,同时对特征提取算法和机器学习算法融合,可有效提高对海产品的分类准确性,可迅速的从检测平台内部存储的海产品图像特征中找出相似的,并提高对海产品图像特征的处理效率。

    34、3、该基于多算法融合的海产品核辐射指标预警系统及其方法中,通过盖革计数器对海产品进行核辐射数值检测,若数值超过核辐射数据标准,盖革计数器会发出警报,并将海产品的核辐射数据上传到海产品核辐射检测,与海产品核辐射检测内部存储的产地核辐射数据比对,产地核辐射数据通过剂量当量率、累积剂量和环境剂量率来表明,并在剂量当量率、累积剂量和环境剂量率其中一个设定合理阈值,判定该海产品是否属于该产地,达到从源头解决问题,避免引发安全风险和市场信任度下降的问题,致使消费者恐慌,对整个行业产生负面影响的问题。


    技术特征:

    1.基于多算法融合的海产品核辐射指标预警系统,其特征在于,包括标识模块、识别模块、海产品核辐射比对模块和海产品核辐射指标检测模块;

    2.根据权利要求1所述的基于多算法融合的海产品核辐射指标预警系统,其特征在于:所述标识模块中二维码信息还包括生产商和捕捞船信息,进一步呈现海产品的产地信息。

    3.根据权利要求1所述的基于多算法融合的海产品核辐射指标预警系统,其特征在于:所述特征提取为特征提取算法,公式为离散傅里叶变换,公式如下:

    4.根据权利要求1所述的基于多算法融合的海产品核辐射指标预警系统,其特征在于:所述识别算法为机器学习算法,公式为:

    5.根据权利要求1所述的基于多算法融合的海产品核辐射指标预警系统,其特征在于:所述海产品核辐射指标检测模块包括辐射探测器、数据采集和处理和报警机制,所述辐射探测器是将标识模块和识别模块中的海产品进行α、β和γ射线检测,所述数据采集和处理是对海产品进行α、β和γ射线检测后,得到的数据进行处理和分析,所述报警机制是检测到超过阈值的核辐射水平时,触发报警机制,并通过声音通知相关人员。

    6.根据权利要求5所述的基于多算法融合的海产品核辐射指标预警系统,其特征在于:所述辐射探测器对海产品检测得到的数据,数据通过数据采集和处理进行分析,并与所述产地核辐射检测存储的不同地区和港口的核辐射数据进行比对,得出海产品标注的产地数据是否在范围之内,若不是,说明海产品标注的产地不正确。

    7.根据权利要求1所述的基于多算法融合的海产品核辐射指标预警系统,其特征在于:所述海产品图像特征分类包括外观特征、气味特征和生长特征,所述外观特征从颜色和形状区分。

    8.基于多算法融合的海产品核辐射指标预警方法,其特征在于,包括以下步骤:

    9.根据权利要求8所述的基于多算法融合的海产品核辐射指标预警方法,其特征在于:所述核辐射数据检测为盖革计数器。

    10.根据权利要求8所述的基于多算法融合的海产品核辐射指标预警方法,其特征在于:所述海产品的二维码标签通过打印机打印,所述打印机和核辐射数据检测相连接,并利用打印机将海产品核辐射数据和相匹配的地区核辐射数据比对通过文档形式打印出,用于提供给工作人员。


    技术总结
    本发明涉及核辐射指标预警技术领域,具体地说,涉及基于多算法融合的海产品核辐射指标预警系统及其方法。包括标识模块、识别模块、海产品核辐射比对模块和海产品核辐射指标检测模块,海产品核辐射比对模块包括产地核辐射检测和海产品核辐射数据比对,产地核辐射检测是收集和存储不同地区和港口的核辐射数据,海产品核辐射数据比对是将该产地的海产品核辐射数据与该产地的核辐射数据比对,了解该产地的核辐射状况,比对得出该产地的核辐射数据与海产品核辐射数据相匹配。判定该海产品是否属于该产地,达到从源头解决问题,避免引发安全风险和市场信任度下降的问题,致使消费者恐慌,对整个行业产生负面影响的问题。

    技术研发人员:赵坚,程晓宏,顾心逸
    受保护的技术使用者:南通市疾病预防控制中心
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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