[發(fā)明專利]一種叉尾鮰魚表型數(shù)據(jù)的測(cè)量方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010424283.8
• 申請(qǐng)日: 2020-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN111696150A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高廣春;鄭一琨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州飛銳科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/60
• 分類號(hào): G06T7/60;G06T7/00;G06N3/08;G06N3/04;G06K9/46;G06K9/00
• 代理公司: 杭州知學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33356
• 代理人: 張?chǎng)?/td>

本發(fā)明公開了一種叉尾鮰魚表型數(shù)據(jù)的測(cè)量方法，包括以下步驟：S1、拍攝多張叉尾鮰魚在水中的側(cè)視圖圖像以及俯視圖圖像；S2、分別標(biāo)注側(cè)視圖圖像以及俯視圖圖像的檢測(cè)關(guān)鍵點(diǎn)，制作標(biāo)簽文件；S3、獲取側(cè)視圖圖像以及俯視圖圖像的標(biāo)尺比例參數(shù)；S4、采用基于Hourglass網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)算法，對(duì)斑點(diǎn)叉尾鮰魚的表型數(shù)據(jù)測(cè)量；S5、根據(jù)獲取得到的關(guān)鍵點(diǎn)，結(jié)合三維空間變換以及比例參數(shù)獲取表型數(shù)據(jù)。本發(fā)明不僅可以帶來魚較小的應(yīng)激反應(yīng)，而且即使魚身體在彎曲的狀態(tài)下也可以一次采集和測(cè)量完成多個(gè)表型數(shù)據(jù)指標(biāo)，提高測(cè)量效率，減少人工成本，且測(cè)量精度穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種叉尾鮰魚表型數(shù)據(jù)的測(cè)量方法。

背景技術(shù)

水產(chǎn)養(yǎng)殖是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，近幾十年來，中國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)迅速 發(fā)展，取得了舉世矚目的成就。自1989年來，中國(guó)水產(chǎn)品總產(chǎn)量已連續(xù)20多 年位居世界首位，養(yǎng)殖產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的70％以上，是世界上唯一的漁業(yè)養(yǎng) 殖產(chǎn)量超過捕撈產(chǎn)量的國(guó)家。在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，水產(chǎn)生物的表型數(shù)據(jù)(尺寸， 形狀，顏色等)對(duì)于漁業(yè)研究人員來說是一項(xiàng)非常重要的基礎(chǔ)信息，它不僅反 映了魚類個(gè)體的生長(zhǎng)狀況，也是養(yǎng)殖者進(jìn)行喂養(yǎng)、喂藥、育種、選別、分級(jí)等 進(jìn)行相關(guān)研究的主要信息依據(jù)。在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，主流的測(cè)量方法依然是 人工作業(yè)，即將待測(cè)的魚類個(gè)體撈起，待魚類個(gè)體無應(yīng)激反應(yīng)時(shí)，用游標(biāo)卡尺 讀取相應(yīng)的待測(cè)量數(shù)據(jù)，當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)較多時(shí)，一般采用流水線作業(yè)，多人分工， 每人測(cè)量固定的形態(tài)學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)，待全部人員測(cè)完后，再將魚類個(gè)體放回養(yǎng)殖 池中。從這種方法上可以看出，當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)較少時(shí)，這種方法具有一定可行性， 對(duì)魚類個(gè)體的影響較小，但是當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)較多時(shí)，這種測(cè)量方法就存在很大的 弊端。

對(duì)于傳統(tǒng)的魚類表型數(shù)據(jù)測(cè)量方法，其存在的問題可以總結(jié)如下：

1、檢測(cè)方法需要大量的人力物力，且隨著測(cè)量指標(biāo)的增加而增加，效率 比較低。

2、方法易受經(jīng)驗(yàn)、習(xí)慣、偏好等主觀因素和外部環(huán)境干擾的影響，致使檢 測(cè)過程耗時(shí)費(fèi)力，檢測(cè)結(jié)果主觀性強(qiáng)、一致性差、出錯(cuò)率高，無法形成一個(gè)統(tǒng) 一的標(biāo)準(zhǔn)。

3、由于魚類個(gè)體脫離水后存在一定的應(yīng)激反應(yīng)，且長(zhǎng)時(shí)間脫水，接觸式的 測(cè)量方法會(huì)對(duì)魚類個(gè)體的活性造成一定的影響，對(duì)后續(xù)的育種研究造成一定的 干擾。

4、人工測(cè)量的數(shù)據(jù)樣本量一般較少，不具有完整的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，無法通過 大批量樣本的表型數(shù)據(jù)為后續(xù)的育種等研究提供指導(dǎo)性的建議。

傳統(tǒng)的魚類表型數(shù)據(jù)測(cè)量方法可以分為接觸式直接測(cè)量和非接觸式間接測(cè) 量?jī)蓮埛椒āＴ趯?duì)于魚的表型數(shù)據(jù)測(cè)量研究當(dāng)中，國(guó)內(nèi)外的相關(guān)學(xué)者基于計(jì)算 機(jī)視覺技術(shù)也做出了大量的研究。研究學(xué)者的一部分思路都是在圖像上做預(yù)處 理后，提取輪廓，再通過算法獲取到特征點(diǎn)，基于特征點(diǎn)計(jì)算像素點(diǎn)的距離， 另一種思路是基于深度學(xué)習(xí)的方法檢測(cè)出特定區(qū)域的位置，根據(jù)得到的檢測(cè)框 計(jì)算表型數(shù)據(jù)，再根據(jù)比例尺關(guān)系得到最終的尺度信息。

余心杰等人(余心杰,吳雄飛,王建平,等.基于機(jī)器視覺的大黃魚形態(tài)參 數(shù)快速檢測(cè)方法[J].集成技術(shù),2014(5):45-51.)基于機(jī)器視覺技術(shù)來測(cè)量魚的表 型數(shù)據(jù)，首先對(duì)圖像預(yù)處理，去除噪聲干擾，然后通過設(shè)置參數(shù)，相機(jī)標(biāo)定， 測(cè)量固定長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，計(jì)算出像素與實(shí)際長(zhǎng)度的比例，通過在操作界面上 標(biāo)記特征點(diǎn)來測(cè)量出待測(cè)量的表型數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。此方法較為直接，但是還 是通過手動(dòng)方法測(cè)量出表型數(shù)據(jù)，測(cè)量的效率不高。