[發(fā)明專利]基于機(jī)器視覺的豬的體溫檢測方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110370281.6
• 申請(qǐng)日: 2011-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN102499649A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱偉興;李新城;王威;馬長華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/01
• 分類號(hào): A61B5/01
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)、機(jī)器視覺和模式識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

體溫是豬的一個(gè)重要的生理指標(biāo)，體溫反常是豬生理機(jī)能被擾亂的一種重要癥狀之一。及時(shí)地檢測出規(guī)模養(yǎng)豬場中的發(fā)熱豬，可以有效控制豬病的流行與蔓延。傳統(tǒng)的測溫方法是通過將水銀體溫計(jì)插入豬的肛門來完成的，這種方法為接觸式檢測方法，對(duì)豬的干擾大，既浪費(fèi)獸醫(yī)的時(shí)間又消耗大量的體力與精力，還會(huì)因豬的活動(dòng)跑跳而摔壞溫度計(jì)，且豬場內(nèi)有害氣體的濃度較高，長時(shí)間穿梭于環(huán)境惡劣的豬舍中對(duì)獸醫(yī)和工人的身體健康會(huì)產(chǎn)生不利的影響。另一種方法是通過有經(jīng)驗(yàn)的獸醫(yī)觀察豬身體的某些部位特征，如豬的眼睛、豬鼻、豬的皮膚等來判斷豬的體溫。這是一項(xiàng)憑豐富經(jīng)驗(yàn)且主觀性強(qiáng)，而又細(xì)致的工作，這種方法要求獸醫(yī)必須對(duì)每頭豬進(jìn)行仔細(xì)觀察，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，且遺漏率較高。

隨著圖像處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們將計(jì)算機(jī)視覺和模式識(shí)別技術(shù)相結(jié)合來代替人的視覺，對(duì)輸入計(jì)算機(jī)的圖像進(jìn)行適當(dāng)處理和分析并做出相應(yīng)的判斷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)測溫方法勞動(dòng)強(qiáng)度較大、遺漏率高且對(duì)豬的干擾大的不足，提出一種基于機(jī)器視覺的豬的體溫檢測方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：首先用CCD攝像機(jī)采集豬眼彩色圖像，用PC機(jī)進(jìn)行圖像的預(yù)處理，以24位BMP(位圖)格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)硬盤中，預(yù)處理后提取每個(gè)豬眼的彩色圖像和灰度圖像的特征。對(duì)于豬眼彩色圖像，將彩色圖像轉(zhuǎn)化為L*a*b*(L*表示顏色的明亮程度，a*表示紅色在顏色中所占的成分，b*表示顏色中黃色所占的成分)、HSV(H表示色調(diào)，S表示飽和度，V表示亮度)和rgb(rgb顏色空間是在RGB顏色空間中將顏色值R、G、B在亮度上進(jìn)行歸一化得到顏色空間，其中，r表示紅色，g表示綠色，b表示藍(lán)色。)格式后，分別提取它們的每個(gè)分量的一、二、三階顏色矩作為豬眼彩色圖像特征；對(duì)于豬眼灰度圖像，將彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像后，提取豬眼灰度圖像的平均灰度、平均梯度、灰度熵、梯度熵，及眼珠與內(nèi)眼角點(diǎn)之間的眼瞼邊緣的平均梯度、上述眼瞼邊緣上下各兩個(gè)像素的平均灰度作為豬眼灰度圖像特征。然后，采用遺傳算法從提取的上述備選特征中優(yōu)化選擇出獨(dú)立、穩(wěn)定性好、分類能力強(qiáng)的特征。最后，構(gòu)建支持向量機(jī)分類器，并將優(yōu)化選擇出的特征參數(shù)作為支持向量機(jī)分類器的輸入，支持向量機(jī)根據(jù)豬眼的特征參數(shù)將相應(yīng)的豬的體溫分成正常體溫(體溫38.5-40度)，輕度發(fā)熱(體溫40-41.5度)和重度發(fā)熱(體溫41.5度以上)三類。

本發(fā)明的有益效果是：利用機(jī)器視覺代替人眼觀察來檢測豬的體溫，可以減輕養(yǎng)殖場工作人員得勞動(dòng)強(qiáng)度，提高規(guī)模養(yǎng)殖業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控水平。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案流程圖。

圖2是利用遺傳算法進(jìn)行特征優(yōu)化的流程圖。

圖3三類豬眼的支持向量機(jī)分類器的訓(xùn)練過程。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)方案如圖1所示。下面結(jié)合附圖說明實(shí)施方式的具體步驟如下：

步驟1.特征提取

(1)顏色圖像的特征提取

首先用CCD攝像機(jī)采集豬眼彩色圖像，用PC機(jī)進(jìn)行圖像的預(yù)處理，以24位BMP(位圖)格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)硬盤中，預(yù)處理后提取每個(gè)豬眼的彩色圖像和灰度圖像的特征。對(duì)于豬眼彩色圖像，將彩色圖像轉(zhuǎn)化為L*a*b*(L*表示顏色的明亮程度，a*表示紅色在顏色中所占的成分，b*表示顏色中黃色所占的成分)、HSV(H表示色調(diào)，S表示飽和度，V表示亮度)和rgb(rgb顏色空間是在RGB顏色空間中將顏色值R、G、B在亮度上進(jìn)行歸一化得到顏色空間，其中，r表示紅色，g表示綠色，b表示藍(lán)色。)格式后，分別提取它們的每個(gè)分量的一、二、三階顏色矩作為豬眼彩色圖像特征，其中，一階矩描述平均顏色，二階矩描述顏色方差，三階矩描述顏色的偏移性。

設(shè)第i通道的第j個(gè)像素為p_ij，N為總像素?cái)?shù)目，則這三個(gè)顏色矩可用式(1)(2)和(3)計(jì)算：