[發明專利]基于計算機視覺的魚苗自動計數裝置和方法

有效

• 申請號: 200810162176.1
• 申請日: 2008-11-17
• 公開（公告）號: CN101430775B
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 朱從容;呂冰海
• 申請（專利權）人: 浙江海洋學院
• 主分類號: G06M11/00
• 分類號: G06M11/00;G06T7/00;A01K61/00
• 代理公司: 舟山固浚專利事務所 33106
• 代理人: 范榮新

技術領域????本發明涉及的是一種基于計算機視覺的魚苗自動計數裝置和方法，屬生活需要之農業中魚類養殖技術領域。

背景技術????為解決人類對水產食品需求的不斷增長和漁業資源的嚴重衰退的矛盾，水產養殖業逐漸成為人類獲得水產品的主要手段。在水產養殖中，魚苗的精確計數是科學投餌、養殖密度控制、魚苗的存活率評估和魚苗購銷等養殖規范化管理的保障基礎，是實施水產養殖自動化的根本保證。

以往尚無專門的魚苗的計數方式，而是采用傳統的肉眼計數、人工計算方式進行。通常是先將全部魚苗收集，集中分配到收集桶中，再取其中一收集桶來做計數，計算出此收集桶中魚苗的數目后，再乘以收集桶的個數，估算出全部有多少魚苗。此種傳統方法對于體積非常小、生命力低的幼苗有以下幾大缺點：

1、每個收集桶中魚苗數目大約有一萬至兩萬只不等，計數準確率低、計數時間非常久；

2、肉眼會因為時間一久而產生疲勞的現象，使計數的準確率進一步降低；

3、離水操作，魚苗存活率低；

傳統的人工計數方式還有碗計數、比例法等，但這些計數方法同樣存在人為因素影響大、費時費力和誤差不定的缺點。因此，按傳統的計數方法，魚苗精確計數非常困難。

為克服上述問題，有臺灣中山大學碩士論文《簡易魚苗自動點算系統設計》介紹了一種通過圖像處理對水箱內魚苗進行計數的系統，包括一套數據采集裝置和一個計算方法，其中數據采集裝置包括一方形白色可透光塑料水箱，一數字攝像機，用浮子安裝在水箱水體上，鏡頭垂直指向水體，一計算機和連接攝像機與計算機的數據連接裝置；而計算方法是一套采集數據和數據處理的程序。其中數據處理方法是一種利用計算機圖像處理方法來進行魚苗計數的方法，采用彩色攝像頭將水箱中的魚苗圖像為基礎，利用開發的軟件程序提取圖片中色彩強度(即每個像素點上紅、綠、藍三原色色階的平均值)作為分析指標，計算每條魚所占的平均強度，進而獲得整個圖像中魚苗?的數量。該系統實現了魚苗的自動化計數，克服了傳統的魚苗計數方法所導致的各種缺陷，但是，由于該系統采用單一攝像頭垂直拍攝，不同深度上的魚苗在成像時有不同程度的失真，這就影響了該方法的實用性和實際計數的準確性，該文顯示其誤差為15％左右。另外，該系統采用的是色彩強度指標作為計算指標，每個像素點上都要計算三種原色的色階值，當拍攝到的圖片像素較多時，處理的數據量會極劇增加，會顯著影響系統的運算速度。

發明內容????針對上述缺陷，本發明所要解決的技術問題就是要提出一種更精確、更簡便的基于計算機視覺的魚苗自動計數裝置和方法，以達到水產養殖中的魚苗計數中自動、無干擾、高精、高效、低成本的效果，促進水產養殖自動化水平的發展。

本發明提供的基于計算機視覺的魚苗自動計數裝置，包括一套數據采集裝置和一個計數方法，所說數據采集裝置是由一放置魚苗的水箱、一魚苗圖像數字拍攝系統、一計算機和連接計算機與數字拍攝系統的信號連接裝置構成，所說魚苗圖像數字拍攝系統有兩個數字攝像頭以正交的相互位置安裝在水箱上，兩個攝像頭分別經信號連接裝置與計算機連接，使數字攝像頭獲得并輸入計算機的魚苗圖像有魚苗在水箱中的平面和立面兩個分布圖像。

本發明提供的基于計算機視覺的魚苗自動計數裝置的計數計數方法，有如下步驟：

1.分別從兩只攝像頭各獲得無魚苗的背景照片K張，每只攝像頭數據記為I_0k，k＝1、2、3、…、K；

2.將獲得的各背景照片轉換為灰度矩陣，記為G_0k，并對所得背景照片各象素點的灰度進行平均化得G_0m，

G0m=1KΣk=1KG0k;]]>

3.提示可向水箱倒入已知數量的魚苗；