[發明專利]一種放牧綿羊采食典型植物種類的檢測識別方法及其裝置

有效

• 申請號: 201811059231.4
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109190571B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 韓丁;馬子寅;杜德鵬;溫軍;張旭;張志斌;張永安;武佩
• 申請（專利權）人: 內蒙古大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/32;G06K9/40;G06T7/136
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務所(普通合伙) 34144
• 代理人: 方榮肖

本發明公開一種放牧綿羊采食典型植物種類的檢測識別方法及其裝置。所述檢測識別方法包括：視頻信號預處理；被采食植物特征提取；被采食植物模式識別。在視頻信號預處理中，先對所述視頻信號動態視頻圖像配準后分幀，再圖像去模糊化，圖像濾波去噪，自適應幀間差分法實現圖像ROI提取。在動態視頻圖像配準后分幀中：先檢索放牧綿羊采食點時間前后2s內的時間段內的視頻信號，再視頻分幀。在圖像去模糊化中：動態視頻圖像配準分幀后，利用單應性矩陣，關聯每幀運動塊；對各運動塊模糊化處理使其與模糊幀對齊；從變換后的幀中選擇最優匹配快，將清晰圖像模塊與模糊圖像匹配，并將相應的清晰像素插值并替換模糊像素。

技術領域

本發明涉及一種檢測識別方法，尤其涉及一種放牧綿羊采食典型植物種類的檢測識別方法及應用所述方法的放牧綿羊采食典型植物種類的檢測識別裝置。

背景技術

基于機器視覺技術的采食行為具有便捷、精準的優點，但因為動態視頻采集的復雜度、視頻信號處理的高難度、建立不同植物種類數據庫任務的艱巨度，讓人危而退步。放牧綿羊采食典型植物種類檢測識別研究難點主要表現在：第一、模糊視頻清晰化、將采食過程中運動羊只因頭部震動產生的視頻信號擾動降到最低，以方便后續研究。第二、視頻信號預處理環節中采用合適的、先進的算法達到準確分幀、準確圖像配準。

發明內容

本發明的目的在于提供一種放牧綿羊采食典型植物種類的檢測識別方法及應用所述方法的放牧綿羊采食典型植物種類的檢測識別裝置，其降低動態視頻采集的復雜度和視頻信號處理的高難度。

本發明采用以下技術方案實現：一種放牧綿羊采食典型植物種類的檢測識別方法，其用于對安裝于放牧綿羊的羊龍頭上的攝像裝置所獲取的視頻信號進行數據處理；所述檢測識別方法包括以下步驟：

步驟一、視頻信號預處理；

步驟二、被采食植物特征提取；

步驟三、被采食植物模式識別；

在步驟一中，先對所述視頻信號動態視頻圖像配準后分幀，再做圖像去模糊化，然后圖像濾波去噪，最后自適應幀間差分法實現圖像ROI提取；

其中，動態視頻圖像配準后分幀包括以下步驟：先檢索放牧綿羊采食點時間前后2s內的時間段內的視頻信號，再進行視頻分幀；

圖像去模糊化包括以下步驟：(1)動態視頻圖像配準分幀后，利用單應性矩陣，關聯每幀運動塊；(2)對各運動塊模糊化處理使其與模糊幀對齊，模糊函數由多個單應性變換估計得到；(3)從變換后的幀中選擇最優匹配快，將清晰圖像模塊與模糊圖像匹配，并將相應的清晰像素插值并替換模糊像素；

圖像濾波去噪根據需求保留感興趣的圖像細節，而濾除掉不感興趣的像素點；

自適應幀間差分法實現圖像ROI提取包括以下步驟：首先通過攝像裝置采集到放牧綿羊每次吃草前后的連續視頻信號，由動態視頻圖像配準后分幀獲取采食牧草點前后視頻分幀為P張圖像，循環對相近兩幀圖像逐幀進行幀間差分法計算，循環計算次數為組合數據次，選取次結論中像素差小于單口采食植物像素最大值時，則被認為是采食時的兩幀有效圖像，該兩幀圖像的差分圖像即為最后被采食植物圖像；接著對采食植物圖像進行自適應閾值分割。

作為上述方案的進一步改進，動態視頻圖像配準后分幀具體為：提取出放牧綿羊采食行為及采食行為的時間點，之后與視頻信號進行配準，一一提取視頻點前后各1s的視頻信號，進行分幀處理，分幀頻率設定為4～6Hz。

作為上述方案的進一步改進，圖像濾波去噪采用平均中值濾波法，包括以下步驟：

設置滑動窗口內含有奇數個樣本點，計算該奇數個樣本點的中心點數據，將此數據作為該滑動窗口內的中心點；通過滑動窗口，得到不同的中心點值；