[發明專利]一種水下魚體姿態動態識別方法及裝置

在審

• 申請號: 202210432208.5
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114821778A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 石晨;張天野;李道亮;李振波
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G06V40/20
• 分類號: G06V40/20;G06V10/25;G06V10/46;G06V10/774;G06V10/764;G06V10/80;G06V10/82;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06T3/40;G06T5/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 常芳

本發明提供一種水下魚體姿態動態識別方法及裝置，所述方法包括：確定待識別魚體圖像；基于魚體姿態識別模型，對拼接圖像進行目標檢測，得到目標檢測框圖像后，對目標檢測框圖像進行下采樣，以及基于下采樣后的目標檢測框圖像生成特征金字塔，并基于特征金字塔中的特征確定魚體姿態。本發明能夠高精度確定移動狀態的魚體姿態。

技術領域

本發明涉及圖像識別技術領域，尤其涉及一種水下魚體姿態動態識別方法及裝置。

背景技術

水產養殖是人利用可供養殖的水域，按照養殖對象的生態習性和對水域環境條件的要求，運用水產養殖技術和設施，從事水生經濟的養殖。魚游泳時的行為狀態跟其所處的環境有著密切關系，檢測和識別魚的行為姿態有助于判斷其健康情況。

目前，多采用傳統圖像處理技術(如二值化、形狀擬合、灰度值檢測)和卷積神經網絡進行魚體姿態識別，但上述方法僅能對處于靜止狀態的魚類進行姿態識別，無法準確對移動狀態的魚類進行姿態識別。

發明內容

本發明提供一種水下魚體姿態動態識別方法及裝置，用以解決現有技術中對移動狀態的魚類進行姿態識別精度較低的缺陷。

本發明提供一種水下魚體姿態動態識別方法，包括：

確定待識別魚體圖像；

基于魚體姿態識別模型，對拼接圖像進行目標檢測，得到目標檢測框圖像后，對所述目標檢測框圖像進行下采樣，以及基于下采樣后的目標檢測框圖像生成特征金字塔，并基于所述特征金字塔中的特征確定魚體姿態；所述拼接圖像是對數據增強后的待識別魚體圖像進行拼接后得到的；

所述魚體姿態識別模型基于樣本魚體圖像及其樣本魚體姿態標簽訓練得到。

根據本發明提供的一種水下魚體姿態動態識別方法，所述基于魚體姿態識別模型，對拼接圖像進行目標檢測，得到目標檢測框圖像后，對所述目標檢測框圖像進行下采樣，以及基于下采樣后的目標檢測框圖像生成特征金字塔，并基于所述特征金字塔中的特征確定魚體姿態，包括：

基于所述魚體姿態識別模型的輸入層，對所述待識別魚體圖像進行數據增強，并對數據增強后得到的多個圖像進行拼接，得到所述拼接圖像，以及對所述拼接圖像進行目標檢測，得到所述目標檢測框圖像；

基于所述魚體姿態識別模型的采樣層，對所述目標檢測框圖像依次進行切片和卷積操作，得到初始特征圖，并對所述初始特征圖進行多次下采樣，得到下采樣特征圖；

基于所述魚體姿態識別模型的金字塔層，對上一層的特征圖進行上采樣后與下一層的特征圖進行融合得到第一特征金字塔，以及對下一層的特征圖進行下采樣后與上一層的特征圖進行融合得到第二特征金字塔，第一層的特征圖為所述下采樣特征圖；

基于所述魚體姿態是識別模型的預測層，根據所述第一特征金字塔和所述第二特征金字塔中的特征，確定所述魚體姿態。

根據本發明提供的一種水下魚體姿態動態識別方法，所述對所述拼接圖像進行目標檢測，之前還包括：將所述拼接圖像縮放至預設標準尺寸。

根據本發明提供的一種水下魚體姿態動態識別方法，所述對所述初始特征圖進行多次下采樣，得到下采樣特征圖，包括：

對當前特征圖進行下采樣，得到當前初始下采樣特征圖，并基于所述采樣層的殘差組件對上一下采樣特征圖和所述當前初始下采樣特征圖進行融合，得到當前下采樣特征圖；第一個當前特征圖為所述初始特征圖。

根據本發明提供的一種水下魚體姿態動態識別方法，所述得到下采樣特征圖，之后還包括：

對所述下采樣特征圖依次進行卷積處理、歸一化處理和最大池化處理。

根據本發明提供的一種水下魚體姿態動態識別方法，所述基于所述特征金字塔中的特征確定魚體姿態，包括：