CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chiến lược phát triển khoa học và công nghệ Việt Nam giai đoạn 2011-2020 đã được chính phủ Việt Nam phê duyệt vào năm 2012, Quyết định số 418/QĐ-TTg, trong đó khẳng định việc nghiên cứu, ứng dụng công nghệ tiên tiến, hiện đại và đưa ra các giải pháp tối ưu, phù hợp để phát triển quá trình sản xuất và xuất khẩu nông sản, góp phần xây dựng các thương hiệu mạnh cho các sản phẩm nông sản xuất khẩu của Việt Nam [1], trong đó trái xoài xuất khẩu nằm trong danh mục nông sản đặc biệt chú trọng. Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, xoài là một trong những loại trái cây nhiệt đới chính được trồng tại Việt Nam, chỉ đứng sau chuối. Việt Nam là nước sản xuất xoài lớn thứ 13 thế giới với tổng diện tích trồng trong cả nước khoảng hơn 87.000ha; năm 2020, tổng sản lượng xoài của Việt Nam đạt 893,2 ngàn tấn, tăng 6,5% so với cùng kỳ năm trước. Xoài được trồng nhiều nhất ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, chiếm khoảng 48% tổng diện tích xoài cả nước, năm 2020 đạt 567.
Năm 2020, kim ngạch xuất khẩu xoài của Việt Nam đạt 180,8 triệu USD (Hình 1. Trong đó, thị trường xuất khẩu lớn nhất là Trung Quốc đạt 151,8 triệu USD, chiếm 83,95% tổng kim ngạch xuất khẩu của Việt Nam, đứng thứ hai là thị trường Nga, đạt 8,4 triệu USD, chiếm 4,65%, thứ 3 là thị trường Papua New Guinea, giá trị xuất khẩu đạt 5,5 triệu USD, chiếm 3,03% thị phần. Tiếp theo là các thị trường Mỹ, Hàn Quốc, EU, Nhật Bản, Hồng Kông (Trung Quốc). Theo Cục Chế biến và Phát triển thị trường Nông sản (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn), xoài là một trong những loại cây có thế mạnh xuất khẩu của Việt Nam.
Để tăng lượng hàng xuất khẩu sang các thị trường lớn, đòi hỏi các cơ sở sản xuất xoài phải tính đến phát triển theo chuỗi giá trị sản phẩm từ sản xuất, thu mua, sơ chế, đóng gói, bảo quản, doanh nghiệp xuất khẩu, bảo đảm đáp ứng quy định của thị trường. Theo đó, mục tiêu phấn đấu đến năm 2030, cả nước có khoảng 140.000 ha xoài, sản lượng 1,5 triệu tấn, kim ngạch xuất khẩu nâng lên 650 triệu USD; có trên 70% cơ sở chế biến bảo quản xuất khẩu đạt trình độ và công nghệ tiên tiến. Đồng bằng sông Cửu Long có hơn 47.000 ha trồng xoài (Đồng Tháp dẫn đầu về diện tích 1 12.106 ha), với sản lượng hằng năm trên 567.700 tấn, năng suất đạt từ 11 đến 13 tấn/ha. Kim ngạch xuất khẩu xoài năm 2020 của Việt Nam đạt trên 180,7 triệu USD.
Tỉnh Đồng Tháp đã lựa chọn cây xoài là 1 trong 5 ngành hàng thực hiện Đề án tái cơ cấu ngành nông nghiệp của tỉnh. Ngoài ra, tỉnh còn tập trung xây dựng nhãn hiệu hàng hóa, xác nhận cấp mã vùng trồng xoài để xuất khẩu, liên kết sản xuất với tiêu thụ. Đơn vị này cũng cho biết, yêu cầu tiên quyết khi xuất khẩu xoài là truy xuất nguồn gốc và tổng số mã vùng trồng được cấp để xuất khẩu năm 2020 là 271 mã, trong đó Đồng Tháp có 109 mã. Đáng lưu ý, diện tích trồng xoài theo tiêu chuẩn Viet GAP và Global GAP là 1.789 ha, chiếm 3,8% trên tổng diện tích.
Vì vậy, cần tăng cường mở rộng hơn nữa diện tích trồng xoài đạt chuẩn để đáp ứng yêu cầu xuất khẩu. Thị phần xuất khẩu xoài của Việt Nam (Thống kê từ Cục Bảo vệ thực vật) [2] Tuy nhiên, ngành hàng xoài ở vùng đồng bằng sông Cửu Long nói chung và tỉnh Đồng Tháp nói riêng còn bộc lộ không ít những hạn chế (Giống xoài chủ lực của tỉnh là xoài cát Chu chiếm 70% diện tích, cát Hòa Lộc chiếm 20% diện tích. Tổng giá trị sản xuất ngành hàng xoài toàn tỉnh cả năm ước đạt 1. Cụ thể, tỷ lệ hao hụt sau thu hoạch trong quá trình thu hoạch và vận chuyển, bảo quản, sau thu hoạch còn khá lớn chiếm hơn 27%; công nghệ chế biến tạo giá trị gia tăng sản phẩm 2 còn nhiều bất cập; quy trình canh tác tiền thu hoạch và xử lý sau thu hoạch (như hệ thống kho lạnh, thiết bị phân loại, sơ chế, xử lý, làm chín, bao bì, đóng gói, vận chuyển) chưa vận hành một cách đồng bộ.
Trước thực trạng trên, các đại biểu tham dự hội thảo đã tập trung vào phân tích thực trạng và định hướng phát triển ngành hàng xoài; giới thiệu về dự án hỗ trợ của UNIDO và cách tiếp cận thông qua mô hình “Trung tâm tiên tiến” về thu hoạch, sơ chế, đóng gói, bảo quản và vận chuyển xoài cho doanh nghiệp trên địa bàn tỉnh; các chuyên gia nước ngoài chia sẻ, đánh giá một số vấn đề trong chuỗi giá trị xoài; chia sẻ tiềm năng của ngành hàng xoài Việt Nam trên các thị trường thế giới. Các doanh nghiệp xuất khẩu trong và ngoài nước cũng thừa nhận xoài Việt Nam sản lượng có nhiều nhưng số lượng đạt quy chuẩn xuất khẩu còn rất khiêm tốn. Đa phần, các công đoạn xử lý xoài sau thu hoạch được thực hiện bằng phương pháp thủ công. Sau khi được xử lý xong lại có vấn đề nấm bệnh, do đó thời gian bảo quản ngắn; trong khi đó, chi phí vận chuyển quá cao.
Do đó, xoài Việt Nam chưa thể cạnh tranh với xoài các nước khác. Vì vậy cần cải thiện các khâu từ sơ chế, chế biến, bảo quản, vận chuyển, nâng cao chất lượng sản phẩm là định hướng của ngành hàng xoài cần hướng tới. Ngoài ra, các cơ quan chủ quản địa phương gắn với cây xoài cũng cần nâng cao năng lực hoạt động của các tổ chức hợp tác để tổ chức sản xuất, tạo ra sản phẩm có số lượng, chất lượng đáp ứng yêu cầu của từng loại thị trường xuất khẩu khác nhau; tạo điều kiện liên kết trong sản xuất, hợp tác và tiêu thụ sản phẩm, nhằm phát triển loại cây trồng này theo hướng bền vững. Ứng dụng công nghệ chế biến sau thu hoạch là 1 trong 2 thắt nút lớn trong việc hình thành các ngành hàng nông nghiệp, trong đó có xoài.
Một tín hiệu tích cực là năm 2017, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thông qua sự hỗ trợ của Tổ chức UNIDO đã tiến hành dự án xây dựng “Trung tâm tiên tiến” về thu hoạch, sơ chế, đóng gói, bảo quản và vận chuyển xoài. Mặc dù đã xuất hiện rất lâu trong lĩnh vực phân loại nông sản, nhưng cho đến nay vẫn chưa có một hệ thống chuyên dụng nào phục vụ riêng cho quá trình phân loại xoài. Quá trình phân loại xoài tại Việt Nam và thế giới đang được thực hiện chủ yếu bằng sức lao động trực tiếp của người nông dân. Các phương pháp được sử dụng bởi 3 những người nông dân và các nhà phân phối để phân loại các sản phẩm nông nghiệp là thông qua kiểm tra chất lượng truyền thống dùng mắt quan sát tốn thời gian và ít hiệu quả hoặc một số loại máy không chuyên dụng và kết quả cho năng suất không cao, chi phí cao, việc phân loại ra các loại xoài khác nhau là tương đối tốn kém về kinh tế.
Tuy nhiên, các nghiên cứu này đa số vẫn còn đang thí nghiệm và mỗi một nông sản khác nhau phải sử dụng một hệ thống phân loại khác nhau, đặc biệt là với xoài thì sự phân loại lại càng diễn ra phức tạp. Tổng quan về hệ thống phân loại nông sản, công nghệ xử lý ảnh và trí thông minh nhân tạo (trí tuệ nhân tạo) 1. Cơ sở lý thuyết về xử lý ảnh và trí tuệ nhân tạo (AI) Từ thập niên 1990 tới nay, công nghệ xử lý ảnh phát triển không ngừng và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như cơ điện tử, thiên văn học, y tế, sinh vật học, nông nghiệp, vật lý, địa lý, nhân chủng học. Quan sát và lắng nghe là hai công cụ quan trọng để con người nhận thức và xử lý với thế giới bên ngoài, do vậy công nghệ xử lý ảnh số có nhiều khả năng ứng dụng, không chỉ trong khoa học, kỹ thuật mà ngay trong mọi hoạt động khác của con người.
Xử lý ảnh [3]: là một phân ngành trong xử lý ảnh số tín hiệu (Digital image processing) với tín hiệu xử lý là ảnh. Đây là một phân ngành khoa học mới rất phát triển trong những năm gần đây. Xử lý ảnh gồm 4 lĩnh vực chính: xử lý nâng cao chất lượng ảnh, nhận dạng ảnh, nén ảnh và truy vấn ảnh. Là một trong những công nghệ dùng các công cụ thành một hệ thống được ứng dụng rộng rãi hiện nay trong nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống xã hội.
Xử lý ảnh không chỉ dừng lại ở việc xử lý những hình ảnh như vết hư hỏng, tái chế và phục hồi các ảnh cũ mà ngày nay công nghệ xử lý ảnh đã mang lại những tiến bộ vượt bậc như nhận dạng vân tay, nhận dạng khuôn mặt, nhận dạng đối tượng, phân loại đối tượng khi xử lý ảnh kết hợp với trí tuệ nhân tạo. Một ảnh được xác định là một hàm không gian hai chiều f(x,y), trong đó x và y là vị trí tọa độ trong không gian, thường gọi là một điểm ảnh (pixel), và độ lớn của f tại bất kỳ cặp điểm (x, y) nào được gọi là độ sáng (intensity) hoặc mức độ xám (gray level) của ảnh tại điểm đó. 4 Kỹ thuật xử lý ảnh bao gồm: Thu nhận ảnh; Lọc và cải thiện ảnh (khử nhiễu hệ thống hoặc ngẫu nhiên), Bộ lọc miền không gian (lọc trung bình - Mean/Average filter; Lọc trung vị - Median filter); Bộ lọc trong miền tần số: lọc đồng hình (Homomorphie Filter) hoặc lọc thông thấp và lọc thông cao); Xử lý ảnh màu (không gian màu RGB hoặc không gian màu CIE); Xử lý hình thái học (xử lý ảnh hình thái học dựa trên cấu trúc và hình dạng, dùng các tính toán hình thái cơ bản để làm đơn giản ảnh nhưng vẫn giữ lại những đặc trưng chính). Tất cả các thao tác xử lý hình thái học đều dựa trên hai ý tưởng cở bản (Fit: Tất cả các điểm ảnh nằm trên phần tử cấu trúc che phủ tất cả các điểm ảnh trên ảnh; Hit: Điểm ảnh bất kì trên phần tử cấu trúc che phủ một điểm ảnh trên ảnh; Phép co giãn ảnh nhị phân: Phép giãn ảnh (Dilation) hoặc phép co ảnh (Erosion); Phép đóng và mở ảnh nhị phân: Phép mở ảnh và phép đóng ảnh là hai phép toán được mở rộng từ hai phép toán hình thái cơ bản là phép co và phép giãn ảnh nhị phân.
Phép mở ảnh thường làm trơn biên của đối tượng trong ảnh, như loại bỏ những phần nhô ra có kích thước nhỏ.