專利名稱：一種扇貝表型性狀計(jì)算機(jī)測(cè)量與記錄方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)測(cè)量與記錄數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種扇貝表型性狀(即殼
高、殼長(zhǎng)、殼寬、體重等)的測(cè)量技術(shù)方法，特別是一種扇貝表型性狀計(jì)算機(jī)測(cè)量與記錄方 法。
背景技術(shù)：
扇貝作為我國(guó)海水經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖貝類之一，在海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中占有極其重要的地位。 在扇貝的選擇育種過(guò)程中，對(duì)表型性狀的測(cè)量是必不可少的步驟。目前最常用的測(cè)量方法 是利用游標(biāo)卡尺對(duì)殼高、殼長(zhǎng)、殼寬進(jìn)行測(cè)量，其缺點(diǎn)在于需要分別測(cè)量殼高、殼長(zhǎng)、殼寬， 速度慢，不同測(cè)量者測(cè)量時(shí)讀數(shù)會(huì)產(chǎn)生誤差；在測(cè)量活扇貝時(shí)游標(biāo)卡尺容易被海水侵蝕損 壞；體重與殼尺寸不能同時(shí)測(cè)量；如要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，需要人工記錄數(shù)據(jù)并錄入計(jì)算機(jī)。因 此對(duì)櫛孔扇貝表型性狀測(cè)量方法的改進(jìn)是提高育種效率和規(guī)范測(cè)量數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。圖像識(shí)別 技術(shù)是指用計(jì)算機(jī)，通過(guò)數(shù)學(xué)方法，對(duì)一個(gè)系統(tǒng)前端獲取的圖像按照特定目的，進(jìn)行特別處 理的方法?，F(xiàn)有的圖像識(shí)別包括如條碼識(shí)別、生物特征性狀識(shí)別、智能交通中的動(dòng)態(tài)對(duì)象識(shí) 別、手寫識(shí)別等。可以說(shuō)，圖像識(shí)別技術(shù)就是人類視覺(jué)認(rèn)知的延伸，是人工智能的一個(gè)重要 領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及人工智能技術(shù)的發(fā)展，圖像識(shí)別技術(shù)越來(lái)越成為人工智能的基礎(chǔ) 技術(shù)。其基本分析方法也隨著數(shù)學(xué)工具的不斷進(jìn)步而不斷發(fā)展。目前，采用計(jì)算機(jī)對(duì)海產(chǎn) 品，特別是在扇貝外形表觀的測(cè)量與記錄方面的應(yīng)用還尚未見(jiàn)有報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有人工測(cè)量海產(chǎn)品表觀外形狀況技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，尋 求設(shè)計(jì)提供一種利用計(jì)算機(jī)對(duì)扇貝的外形表觀狀況進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量和記錄，并進(jìn)而對(duì)其數(shù)據(jù) 進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量功效。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明對(duì)扇貝表型性狀進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量與記錄，利用圖像識(shí)別 技術(shù)在電腦中對(duì)扇貝殼尺寸性狀進(jìn)行測(cè)量和處理，并通過(guò)計(jì)算機(jī)串口與電子天平相連接， 記錄扇貝的體重，將數(shù)據(jù)測(cè)量、記錄以及錄入電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)處理同時(shí)完成，測(cè)量過(guò)程迅速、 準(zhǔn)確，提高了扇貝表型性狀的測(cè)量和記錄速度。 本發(fā)明的測(cè)量與記錄流程包括圖像采集、圖像預(yù)處理、輪廓識(shí)別、尺寸測(cè)量、尺寸 換算和存入數(shù)據(jù)庫(kù)六個(gè)步驟；先采用二部高清攝像頭進(jìn)行圖像采集，二部攝像頭固定于電 子天平玻璃罩外的固定架子上，其中一個(gè)攝像頭鏡頭正對(duì)電子天平的托盤，另一個(gè)攝像頭 帶有長(zhǎng)柄，鏡頭從側(cè)面對(duì)準(zhǔn)電子天平的托盤，利用DirectX自動(dòng)啟動(dòng)二個(gè)攝像頭同時(shí)拍照， 保存扇貝正面以及側(cè)面的圖像；采用基于C"的二維圖像識(shí)別技術(shù)分為原始圖像處理、關(guān)鍵 點(diǎn)查找和距離測(cè)量三個(gè)分步驟；原始圖像處理又分為灰度化、二值化和去噪三段；其中灰 度化是將圖像的色彩信息全部丟掉，將24位的位圖信息用8位來(lái)表示，灰度圖共有256級(jí) 灰度等級(jí)，也就是將24位位圖的一點(diǎn)如(255,255,255)轉(zhuǎn)換成255，所以R， G， B三個(gè)值所 乘的系數(shù)和為1 ;二值化是將256個(gè)亮度等級(jí)的灰度圖像通過(guò)閥值選取而獲得仍然可以反映圖像整體和局部特征的二值化圖像；去噪是用小波分析進(jìn)行圖像去噪，有3個(gè)步驟一是 對(duì)圖象信號(hào)進(jìn)行小波分解；二是對(duì)經(jīng)過(guò)層次分解后的高頻系數(shù)進(jìn)行閾值量化；三是利用二 維小波重構(gòu)圖象信號(hào)；關(guān)鍵點(diǎn)的查找分為獲取邊緣輪廓和提取關(guān)鍵點(diǎn)；距離測(cè)量是直接計(jì) 算關(guān)鍵點(diǎn)之間的像素?cái)?shù)，再按預(yù)設(shè)的像素與毫米的比例換算成毫米數(shù)；通過(guò)串口直接讀取 天平數(shù)據(jù)從而實(shí)現(xiàn)重量的記錄。 本發(fā)明在天平外側(cè)固定支架，攝像頭固定在支架上，攝像頭和電子天平通過(guò)數(shù)據(jù) 線連接在電腦上，利用計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)識(shí)別照片并在照片中測(cè)量扇貝的殼高、殼長(zhǎng)、殼 寬，同時(shí)記錄天平讀數(shù)；實(shí)現(xiàn)時(shí)用二部攝像頭分別置于電子天平的頂部以及側(cè)面分別記錄 扇貝的正、側(cè)面圖，并將天平通過(guò)數(shù)據(jù)線與電腦相連；設(shè)備架設(shè)完畢之后，啟動(dòng)軟件，開(kāi)啟攝 像頭選擇相應(yīng)的天平端口并勾選稱重同時(shí)測(cè)量記錄選項(xiàng)，將天平調(diào)零，放上扇貝，待天平讀 數(shù)穩(wěn)定后按天平的打印鍵，軟件將自動(dòng)讀取天平示數(shù)并拍照自動(dòng)測(cè)量殼高、殼長(zhǎng)以及殼寬。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其測(cè)量所用設(shè)備簡(jiǎn)單，使用安全可靠，測(cè)量和記錄自動(dòng)化 程度高，數(shù)量處理迅速、準(zhǔn)確，可以廣泛應(yīng)用于不同種類扇貝的表型性狀快速測(cè)量和記錄。


圖1為本發(fā)明的測(cè)量與記錄工藝流程及原理示意框圖。
圖2為本發(fā)明的圖像預(yù)處理及關(guān)鍵點(diǎn)識(shí)別流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例 本實(shí)施例的運(yùn)行流程包括圖像采集、圖像預(yù)處理、輪廓識(shí)別、尺寸測(cè)量、尺寸換算 和存入數(shù)據(jù)庫(kù)六個(gè)步驟；先采用二部高清攝像頭進(jìn)行圖像采集，二部攝像頭固定于電子天 平玻璃罩外的固定架子上，其中一個(gè)攝像頭鏡頭正對(duì)電子天平的托盤，另一個(gè)攝像頭帶有 長(zhǎng)柄，鏡頭從側(cè)面對(duì)準(zhǔn)電子天平的托盤，利用DirectX自動(dòng)啟動(dòng)二個(gè)攝像頭同時(shí)拍照，保存 扇貝正面以及側(cè)面的圖像；采用基于C"的二維圖像識(shí)別技術(shù)，分為原始圖像處理、關(guān)鍵點(diǎn)查 找和距離測(cè)量三個(gè)分步驟；原始圖像處理又分為灰度化、二值化和去噪三段；(l)灰度化 將圖像的色彩信息全部丟掉，將24位的位圖信息用8位來(lái)表示，灰度圖共有256級(jí)灰度等 級(jí)，也就是將24位位圖的一點(diǎn)如(255,255,255)轉(zhuǎn)換成255，所以R， G， B三個(gè)值所乘的系 數(shù)和為1 ; (2) 二值化將256個(gè)亮度等級(jí)的灰度圖像通過(guò)閥值選取而獲得仍然可以反映圖
像整體和局部特征的二值化圖像；(3)去噪小波分析進(jìn)行圖像去噪主要有3個(gè)步驟(a) 對(duì)圖象信號(hào)進(jìn)行小波分解；(b)對(duì)經(jīng)過(guò)層次分解后的高頻系數(shù)進(jìn)行閾值量化；(c)利用二維
小波重構(gòu)圖象信號(hào)。 本實(shí)施例涉及的關(guān)鍵點(diǎn)的查找分為獲取邊緣輪廓和提取關(guān)鍵點(diǎn)；距離測(cè)量是直接 計(jì)算關(guān)鍵點(diǎn)之間的距離(像素?cái)?shù))，再按預(yù)設(shè)的像素與毫米的比例換算成毫米數(shù)；通過(guò)串口 直接讀取天平數(shù)據(jù)從而實(shí)現(xiàn)重量的記錄。
權(quán)利要求
一種扇貝表型性狀計(jì)算機(jī)測(cè)量與記錄方法，其特征在于測(cè)量與記錄流程包括圖像采集、圖像預(yù)處理、輪廓識(shí)別、尺寸測(cè)量、尺寸換算和存入數(shù)據(jù)庫(kù)六個(gè)步驟；先采用二部高清攝像頭進(jìn)行圖像采集，二部攝像頭固定于電子天平玻璃罩外的固定架子上，其中一個(gè)攝像頭鏡頭正對(duì)電子天平的托盤，另一個(gè)攝像頭帶有長(zhǎng)柄，鏡頭從側(cè)面對(duì)準(zhǔn)電子天平的托盤，利用DirectX自動(dòng)啟動(dòng)二個(gè)攝像頭同時(shí)拍照，保存扇貝正面以及側(cè)面的圖像；采用基于C#的二維圖像識(shí)別技術(shù)分為原始圖像處理、關(guān)鍵點(diǎn)查找和距離測(cè)量三個(gè)分步驟；原始圖像處理又分為灰度化、二值化和去噪三段；其中灰度化是將圖像的色彩信息全部丟掉，將24位的位圖信息用8位來(lái)表示，灰度圖共有256級(jí)灰度等級(jí)，將24位位圖的一點(diǎn)如(255，255，255)轉(zhuǎn)換成255，R，G，B三個(gè)值所乘的系數(shù)和為1；二值化是將256個(gè)亮度等級(jí)的灰度圖像通過(guò)閥值選取而獲得反映圖像整體和局部特征的二值化圖像；去噪是用小波分析進(jìn)行圖像去噪，有3個(gè)步驟一是對(duì)圖象信號(hào)進(jìn)行小波分解；二是對(duì)經(jīng)過(guò)層次分解后的高頻系數(shù)進(jìn)行閾值量化；三是利用二維小波重構(gòu)圖象信號(hào)；關(guān)鍵點(diǎn)的查找分為獲取邊緣輪廓和提取關(guān)鍵點(diǎn)；距離測(cè)量是直接計(jì)算關(guān)鍵點(diǎn)之間的距離或像素?cái)?shù)，再按預(yù)設(shè)的像素與毫米的比例換算成毫米數(shù)；通過(guò)串口直接讀取天平數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)重量的記錄。
全文摘要
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域的扇貝表型性狀的測(cè)量方法，即扇貝表型性狀計(jì)算機(jī)測(cè)量與記錄方法，在天平外側(cè)固定支架，攝像頭固定在支架上，攝像頭和電子天平通過(guò)數(shù)據(jù)線連接在電腦上，利用計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)識(shí)別照片并在照片中測(cè)量扇貝的殼高、殼長(zhǎng)、殼寬和體重，同時(shí)記錄天平讀數(shù)；用二部攝像頭分別置于電子天平的頂部以及側(cè)面分別記錄扇貝的正、側(cè)面圖，并將天平通過(guò)數(shù)據(jù)線與電腦相連，啟動(dòng)軟件，開(kāi)啟攝像頭將天平調(diào)零，放上扇貝，待天平讀數(shù)穩(wěn)定后按打印鍵，自動(dòng)讀取天平示數(shù)并拍照自動(dòng)測(cè)量殼高、殼長(zhǎng)、殼寬和體重，其測(cè)量設(shè)備簡(jiǎn)單，安全可靠，自動(dòng)化程度高，數(shù)量處理迅速、準(zhǔn)確，廣泛用于扇貝的種類分檔和篩選。
文檔編號(hào)G01G17/00GK101709951SQ20091023157
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者包振民, 李艷, 楊守斌, 胡景杰, 陸維, 黃曉婷 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué)