[發明專利]一種基于計算機視覺技術的重量評估系統及實現方法

在審

• 申請號: 202110047484.5
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112862757A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 李輝
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T5/00;G06T5/40;G06K9/32;G06K9/46;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 重慶金橙專利代理事務所(普通合伙) 50273
• 代理人: 唐健玲

1.一種基于計算機視覺技術的重量評估系統及實現方法，其特征在于，包括中央處理器(1)、存儲器(2)、無線傳輸模塊(3)、耳標模塊(4)和距離傳感器(5)；所述中央處理器(1)、存儲器(2)、無線傳輸模塊(3)、耳標模塊(4)和距離傳感器(5)集成設置在可手持的殼體設備中，并在殼體設備上安裝顯示屏(6)、攝像頭(7)和用于控制操作的按鍵(8)；

所述顯示屏(6)用于顯示拍攝圖片，計算結果和用戶設置相關的人機交互；所述攝像頭(7)用于拍攝動物圖片；所述距離傳感器(5)用于拍攝動物圖片的同時，探測攝像頭(7)和動物之間的距離，以方便對拍攝動物的實際尺寸進行校正；所述無線傳輸模塊(3)用于把測量結果上傳到云端服務器，或用于設備參數下載及固件程序更新；所述存儲器(2)用于存儲測量結果到本地設備；所述耳標模塊(4)用于讀取動物的唯一識別碼，并和測量結果進行關聯；所述中央處理器(1)作為整個系統的核心處理單元，分別與存儲器(2)、無線傳輸模塊(3)、耳標模塊(4)、距離傳感器(5)、顯示屏(6)、攝像頭(7)、按鍵(8)連接，并通過攝像頭(7)獲取的動物圖像，使用算法進行重量估計。

2.一種如權利要求1所述的基于計算機視覺技術的動物體重評估系統的實現方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：拍攝圖片和測量距離：用戶通過按鍵(8)，觸發攝像頭(7)拍取動物圖像，并顯示在顯示屏(6)上；同時距離傳感器(5)測量被測動物的距離，顯示在顯示屏(6)上；

S2：圖像分割：將S1獲取的圖像輸入到已經訓練完成的Mask-RCNN神經網絡，得到二值化分割后的動物圖像以及動物類別；

S3：提取動物參數：根據二值化后的圖像，提取動物的三維結構信息,包括體長、胸圍、體高參數，并根據S1測量到的距離，計算得到體長，胸圍，體高參數的實際數值；

S4：根據動物類別，將S3得到的動物實際參數數值，輸入到預訓練好的-RBF神經網絡，得到拍攝動物的體重估計值；

S5：通過耳標模塊(4)掃描動物的耳標，獲取到動物的唯一識別碼，并和S4得到的體重數值進行關聯；

S6：通過存儲器(2)存儲S5得到的結果在本系統中，方便后續查看；同時可通過無線傳輸模塊(3)將測量結果傳輸到云端服務器，便于大規模數據自動化管理。

3.如權利要求2所述的一種基于計算機視覺技術的重量評估系統及實現方法的實現方法，其特征在于，S1中由攝像頭(7)拍取的動物圖像的預處理步驟如下：

首先實現圖像的灰度化，再利用圖像直方圖均衡化提高圖片清晰度、對比度，然后利用雙邊濾波實現圖像去噪，再利用基于Retinex理論的圖像自適應增強算法解決光暈偽影、色調色彩飽和度降低問題，增加圖像可用性。

4.如權利要求2所述的一種基于計算機視覺技術的重量評估系統及實現方法的實現方法，其特征在于，S2中利用Mask-RCNN神經網絡,通過在Faster-RCNN的基礎上添加一個分支網絡，在實現目標檢測的同時，把目標實例分割,并進行識別。

5.如權利要求2所述的一種基于計算機視覺技術的重量評估系統及實現方法的實現方法，其特征在于，S3和S4中通過建立估計體重的回歸模型，利用RBF神經網絡，根據圖像中提取出的體尺參數得到物種體尺參數與體重之間的關系。

6.如權利要求2所述的一種基于計算機視覺技術的重量評估系統及實現方法的實現方法，其特征在于，S6中具體方法包括：

搭建數據庫：通過租用一臺服務器，在服務器上搭建數據庫，將歷史數據放入數據庫中，使用者的歷史預估記錄將會實時放入數據庫中，服務器也會實時訪問數據庫來不斷完善體重估計模型；

上傳圖片至服務器，得出預估體重：使用者通過由中央處理器(1)、存儲器(2)、無線傳輸模塊(3)、耳標模塊(4)、距離傳感器(5)、顯示屏(6)、攝像頭(7)、按鍵(8)組成的手持終端將被測動物圖片上傳，服務器輸出圖片中被測動物的體重評估。