[發明專利]一種高通量魚苗在線計數裝置和方法

有效

• 申請號: 202110701760.5
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113408687B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 冀大雄;周佳龍;葉章穎;朱松明
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06M1/10
• 分類號: G06M1/10;G06T7/62
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

1.一種高通量魚苗在線跟蹤計數方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)接通補光模塊和計算單元的電源，計算單元初始化檢測目標和目標魚苗狀態、顯示屏數量清零；

所述檢測目標狀態的表示方法為：初始化后

所述目標魚苗狀態的表示方法為：Targets＝{o¹，o²，...，o^l，...，o^d}(o^l＝[b^l，x^l，y^l，counted^l])，初始化后

其中，Detections為檢測目標狀態集合；c為第i幀圖像中的連通區域的數量，為第i幀圖像中第j個檢測目標在圖像中的位置信息，為橫坐標，為縱坐標；Targets為目標魚苗狀態集合；o^l表示第l個目標魚苗，b^l表示目標魚苗o^l的連續未被關聯次數；counted^l表示目標魚苗o^l是否被計數，counted^l＝0表示未被計數，counted^l＝1表示已計數；(x^l，y^l)表示目標魚苗o^l的在圖像中的位置信息，其中x^l為橫坐標，y^l為縱坐標；

(2)開啟水泵，待魚苗緩存軌道中的水流穩定后倒入魚苗，魚苗隨著水流進入魚苗觀察通道，最終通過魚苗出口進入水箱；在此過程中，攝像設備持續獲取魚苗觀察通道內部全部可視區域的圖像信號，并向計算單元傳輸數據；

(3)計算單元對接收到的圖像數據進行預處理，包括裁剪、矯正、濾波、形態學操作和孔洞填充；在所有圖像中設置虛擬的計數線；

(4)從當前第i幀經過預處理的圖像中獲取所有連通區域的中心點位置面積信息；將面積大于閾值T的連通區域標記為檢測目標，并將其位置信息存儲至檢測目標狀態集合Detections中；

(5)將當前第i幀中的檢測目標與未被計數的目標魚苗進行關聯；

(5.1)采用最佳近鄰算法對檢測目標與未被計數的目標魚苗進行關聯，分別獲得集合UMOID、MOID、UMOIT、MOIT；

其中，UMOID表示檢測目標中未被關聯的目標集合；MOID表示檢測目標中被關聯的目標集合；UMOIT表示目標魚苗中未被關聯的目標集合；MOIT表示目標魚苗中被關聯的目標集合；

(5.2)使用MOID中的位置信息更新對應MOIT中的位置信息，并將MOIT中的連續未被關聯次數標志數b置為0；

(5.3)將UMOID添加至Targets集合中，并將連續未被關聯次數標志數b置為0，計數標志數counted置為0；

(5.4)采用在第i-1幀中由上一輪計算獲得的目標魚苗狀態量預測值中的位置信息，去更新UMOIT中對應目標魚苗的位置信息，并將對應目標魚苗的連續未被關聯次數標志數b+＝1；當b＞s時，表示該目標魚苗為誤檢測，并將其從Targets集合中刪除；s表示該步驟中允許魚苗連續未被檢測的幀數；

(6)采用卡爾曼濾波算法對目標魚苗位置信息進行更新和預測；

(7)根據目標魚苗是否穿越虛擬計數線和是否已計數，判斷是否對魚苗進行計數；

(8)將檢測目標狀態初始化，即

(9)將魚苗計數所得的數字顯示在電子顯示屏上；

(10)重復步驟(3)-(9)，得到的魚苗總數NoF。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)具體包括：

(3.1)對圖像進行裁剪，去除觀察通道以外的圖像；

(3.2)對裁剪后的圖像進行矯正，減少由于攝像設備安裝誤差和魚苗觀察通道邊緣對后續計數的影響；

(3.3)對矯正后的圖像進行均值濾波；

(3.4)將濾波后的圖像轉換為二值圖，獲得二值圖像；

(3.5)在二值圖像中，于魚苗觀察通道出口的D個像素前設置虛擬計數線；應當保證新出現的魚苗不能在被檢測到的第二幀圖像中穿過虛擬的計數線。