[實用新型]基于計算機視覺的魚苗自動計數系統

無效

• 申請號: 200820168219.2
• 申請日: 2008-11-17
• 公開（公告）號: CN201302730Y
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 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;G06K9/20;G06T7/00;A01K61/00
• 代理公司: 舟山固浚專利事務所
• 代理人: 范榮新

技術領域

本實用新型涉及的是一種基于計算機視覺的魚苗自動計數系統，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。因些，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。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，上文介紹的系統誤差在15％左右。

實用新型內容

針對上述缺陷，本實用新型就是要提供一種更精確、更簡便的基于計算機視覺的魚苗自動計數系統，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。

本實用新型提供的基于計算機視覺的魚苗自動計數系統，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放置魚苗的水箱、以數字攝像頭為主的魚苗圖像數字拍攝系統、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，所說計算方法是存儲于計算機寄存器中的通過魚苗圖像分析對魚苗計數的計算機程序，其中魚苗圖像數字拍攝系統有兩套，且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，使計算機獲得的魚苗圖像有魚苗在水箱中的平面和立面兩個分布圖像。

本實用新型提供的基于計算機視覺的魚苗自動計數系統，利用兩個數字攝像機分別從正交的兩個方向對盛放有魚苗的水箱進行圖片拍攝，可獲取水箱中魚苗的立面和平面圖像構成魚苗立體分布的信息，彌補了單一平面分布信息的不足。本實用新型與現有技術相比有更高的魚苗自動計數準確率，經實際檢驗系統誤差在5％以下。

本實用新型提供的基于計算機視覺的魚苗自動計數系統，所說兩個攝像頭的安裝方式是：一個鏡頭垂直向下置于水箱水體液面，一個鏡頭水平指向水體貼于水箱側面，使裝置安裝方便和圖像角度適合魚的自然形態。

附圖說明

附圖為本實用新型所用裝置構成圖，圖中：1-數字攝像頭外殼，2-數字攝像頭，3-數字攝像頭固定裝置，4-水箱，5-數字攝像頭固定裝置，6-數字攝像頭外殼，7-數字攝像頭，8-圖像顯示器，9-計算機，10-圖像采集卡。

具體實施方式

如附圖所示，一種基于計算機視覺的魚苗自動計數系統，有兩個數字攝像系統，包括數字攝像頭外殼1、數字攝像頭2、數字攝像頭固定裝置3組成的數字攝像系統A，數字攝像頭固定裝置5、數字攝像頭外殼6、數字攝像頭7組成的數字攝像系統B。有一臺計算機9，兩臺攝像機的數據線經圖像采集卡10插在計算機的數據接口上，計算機還有圖像顯示器8。有水箱4，水箱是長方體形狀的透明塑料箱，水箱4內有水。所述圖像拍攝系統A以所述數字攝像頭2固定在所述數字攝像頭外殼1內并通過所述數字攝像頭固定裝置3固定于水箱側面，從水平方向指向水體獲取裝立面圖像。所述圖像拍攝系統B以數字圖像攝像頭6固定在所述數字攝像頭外殼5內并通過所述數字攝像頭固定裝置7浮于水面，從垂直方指向水體獲取平面圖像。

操作時，先拍攝無魚水體的背景圖片并經計算機處理得到背景數據，再在水箱中放入已知數的魚苗，兩個數字圖像攝像頭器所拍攝的圖像數據通過圖像采集卡10采集進入計算機9，顯示于圖像顯示器8，計算機對圖像通過所述魚苗圖像分析軟件進行分析計算，并與背景數據進行比較得出所測魚苗數與圖像數據間的關系，并對此關系進行儲存。然后在所述水箱4內裝入所需計數的魚苗，所述圖像拍攝系統A、B對其進行圖像數據拍攝，通過所述的圖像采集卡10采集進入所述計算機9，顯示于圖像顯示器8，再通過所述魚苗圖像分析軟件對獲取的數據進行分析計算，以所儲存的關系式計算得出水箱內的魚苗尾數。根據實際操作考察，在水箱中投放的魚苗為1500條，而本實施例系統的自動計數結果為1450條，即系統誤差僅為3.3％。