[發(fā)明專利]一種基于分形理論和BP算法的魚識別及疫苗注射方法

有效

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• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108133184B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱燁;江濤;陳超;洪揚(yáng);鄒海生;邢精珠;言偉;張健
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/44;G06K9/46;G06N3/04;G06N3/08;A01K61/13
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 李慶

1.一種基于分形理論和BP算法的魚識別及疫苗注射方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、獲取魚的彩色圖像；

S2、對所述彩色圖像進(jìn)行預(yù)處理、圖像分割獲取目標(biāo)圖像；

S3、運(yùn)用分形理論算法提取分割后各目標(biāo)圖像的特征值，得到綜合特征向量組；

S4、用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對所述綜合特征向量組進(jìn)行訓(xùn)練，在所述目標(biāo)圖像中識別出符合魚特定部位組合要求的圖像；

S5、不符合要求的魚則釋放，放入水塘，符合要求的魚則通過測距傳感器，測量目標(biāo)魚的長度，計(jì)算出注射位置，進(jìn)行疫苗注射。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分形理論和BP算法的魚識別及疫苗注射方法，其特征在于，步驟S1中，攝像頭安裝在所述魚的正上方，通過所述攝像頭截取L×W像素的魚圖像m張，獲取魚的彩色圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分形理論和BP算法的魚識別及疫苗注射方法，其特征在于，步驟S2中，所述預(yù)處理包括對圖像濾波和平滑處理，所述圖像分割從圖像中部一分為二進(jìn)行分割獲取目標(biāo)圖像，所述目標(biāo)圖像有四種部位組合的圖像,所述四種部位組合分別為魚尾和腹部,魚尾和背脊,魚頭和腹部，魚頭和背脊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分形理論和BP算法的魚識別及疫苗注射方法，其特征在于，步驟S3中，所述特征值有8個(gè)，分別為

奇異值最小值a_min，代表魚圖像大概率測度區(qū)域性質(zhì)；

奇異值最大值a_max，代表魚圖像中小概率測度區(qū)域性質(zhì)；

譜寬a_max-a_min，反映整個(gè)魚圖像分形結(jié)構(gòu)上概率分布的不均勻性程度；

多重分形譜最大值f(a_max)，代表魚圖像小概率下結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度和不均勻程度；

多重分形譜最小值f(a_min)，代表魚圖像大概率下復(fù)雜程度和不均勻程度；

譜差f(a_max)-f(a_min)，反映了魚圖像表面最大、最小處數(shù)目比例；

β為圖像像素點(diǎn)個(gè)數(shù)；

γ為所述測距傳感器實(shí)測的魚頭或魚尾寬度值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分形理論和BP算法的魚識別及疫苗注射方法，其特征在于，步驟S4中，所述魚特定部位組合具體為魚頭和背脊組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于分形理論和BP算法的魚識別及疫苗注射方法，其特征在于，步驟S4中，所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型結(jié)構(gòu)包括輸入層、隱含層、輸出層和期望輸出，所述輸入層數(shù)N_in為所述特征值的個(gè)數(shù)8，所述輸出層數(shù)N_out為所述魚特定部位的個(gè)數(shù)2，隱含層數(shù)為N_hidden，公式為N_hidden＝2×(N_out×N_in)^1/2，計(jì)算得到隱含層數(shù)N_hidden為8；

所述期望輸出，設(shè)魚頭輸出為1，背脊輸出為1，其余部位輸出為0；

所述目標(biāo)魚尾和腹部,魚尾和背脊,魚頭和腹部，魚頭和背脊的所述期望輸出分別為0和0，0和1，1和0，1和1；

通過所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行迭代訓(xùn)練，使得網(wǎng)絡(luò)輸出總誤差小于0.1處收斂，訓(xùn)練結(jié)束；識別出所述魚頭和背脊組合的圖像，對應(yīng)的所述期望輸出為1和1，符合要求，其他的都不符合要求。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于分形理論和BP算法的魚識別及疫苗注射方法，其特征在于，步驟S5中，所述疫苗注射時(shí)，魚的方向是魚頭在前，背鰭向上，一種直立的狀態(tài)，注射角度是在背鰭偏點(diǎn)部位。