[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

本發明公開了一種基于計算機視覺技術的重量評估系統及實現方法，通過將中央處理器、存儲器、無線傳輸模塊、耳標模塊、距離傳感器、顯示屏、攝像頭和用于控制操作的按鍵集成設置在可手持的殼體設備中，具有小巧輕便，方便攜帶和操作等優點。其次，本發明通過圖像處理動物體獲得參數，再與已知的體重數據擬合獲得數學模型并儲存在數據庫中，實際應用時系統將識別出動物體類型并調用相關模型，計算得到動物的的體重估計數據，可以有效地解決傳統的體重秤獲得動物體重，由于動物個體并不完全可控，操作較為繁瑣的問題，可實現無接觸的動物體重評估，減少對傳統體重秤的依靠，且預測結果可靠，效率高。

技術領域

本發明涉及動物體重測量技術領域，具體為一種基于計算機視覺技術的重量評估系統及實現方法。

背景技術

農場豬牛羊等動物的飼養過程中，目前多采用電子秤方式進行稱重。電子秤稱重過程動物不配合，費時費力，操作較為繁瑣。電子秤容易受到污穢侵蝕，壽命有限。同時需要人工記錄結果，并關聯動物編號，容易出錯。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于計算機視覺技術的重量評估系統及實現方法，采用拍照獲得體重的方式可以有效地解決傳統電子秤稱重過程動物不配合，費時費力，操作較為繁瑣的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于計算機視覺技術的重量評估系統及實現方法，包括中央處理器、存儲器、無線傳輸模塊、耳標模塊和距離傳感器；所述中央處理器、存儲器、無線傳輸模塊、耳標模塊和距離傳感器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、攝像頭和用于控制操作的按鍵；

所述顯示屏用于顯示拍攝圖片，計算結果和用戶設置相關的人機交互；所述攝像頭用于拍攝動物圖片；所述距離傳感器用于拍攝動物圖片的同時，探測攝像頭和動物之間的距離，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；所述存儲器用于存儲測量結果到本地設備；所述耳標模塊用于讀取動物的唯一識別碼，并和測量結果進行關聯；所述中央處理器作為整個系統的核心處理單元，分別與存儲器、無線傳輸模塊、耳標模塊、距離傳感器、顯示屏、攝像頭、按鍵連接，并通過攝像頭獲取的動物圖像，使用算法進行重量估計。

本發明提供另一種技術方案：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，包括以下步驟：

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

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。

更進一步地，S1中由攝像頭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。