一種扇貝表型性狀計算機測量與記錄方法
2023-12-06 12:00:56
專利名稱：一種扇貝表型性狀計算機測量與記錄方法
技術領域：
本發明屬於計算機測量與記錄數據處理技術領域，涉及一種扇貝表型性狀(即殼
高、殼長、殼寬、體重等)的測量技術方法，特別是一種扇貝表型性狀計算機測量與記錄方 法。
背景技術：
扇貝作為我國海水經濟養殖貝類之一，在海水養殖產業中佔有極其重要的地位。 在扇貝的選擇育種過程中，對表型性狀的測量是必不可少的步驟。目前最常用的測量方法 是利用遊標卡尺對殼高、殼長、殼寬進行測量，其缺點在於需要分別測量殼高、殼長、殼寬， 速度慢，不同測量者測量時讀數會產生誤差；在測量活扇貝時遊標卡尺容易被海水侵蝕損 壞；體重與殼尺寸不能同時測量；如要進行數據分析，需要人工記錄數據並錄入計算機。因 此對櫛孔扇貝表型性狀測量方法的改進是提高育種效率和規範測量數據的關鍵。圖像識別 技術是指用計算機，通過數學方法，對一個系統前端獲取的圖像按照特定目的，進行特別處 理的方法。現有的圖像識別包括如條碼識別、生物特徵性狀識別、智能交通中的動態對象識 別、手寫識別等。可以說，圖像識別技術就是人類視覺認知的延伸，是人工智慧的一個重要 領域。隨著計算機技術及人工智慧技術的發展，圖像識別技術越來越成為人工智慧的基礎 技術。其基本分析方法也隨著數學工具的不斷進步而不斷發展。目前，採用計算機對海產 品，特別是在扇貝外形表觀的測量與記錄方面的應用還尚未見有報導。
發明內容
本發明的目的在於克服現有人工測量海產品表觀外形狀況技術中存在的缺點，尋 求設計提供一種利用計算機對扇貝的外形表觀狀況進行自動測量和記錄，並進而對其數據 進行處理，實現自動化測量功效。 為了實現上述目的，本發明對扇貝表型性狀進行自動測量與記錄，利用圖像識別 技術在電腦中對扇貝殼尺寸性狀進行測量和處理，並通過計算機串口與電子天平相連接， 記錄扇貝的體重，將數據測量、記錄以及錄入電腦進行數據處理同時完成，測量過程迅速、 準確，提高了扇貝表型性狀的測量和記錄速度。 本發明的測量與記錄流程包括圖像採集、圖像預處理、輪廓識別、尺寸測量、尺寸 換算和存入資料庫六個步驟；先採用二部高清攝像頭進行圖像採集，二部攝像頭固定於電 子天平玻璃罩外的固定架子上，其中一個攝像頭鏡頭正對電子天平的託盤，另一個攝像頭 帶有長柄，鏡頭從側面對準電子天平的託盤，利用DirectX自動啟動二個攝像頭同時拍照， 保存扇貝正面以及側面的圖像；採用基於C"的二維圖像識別技術分為原始圖像處理、關鍵 點查找和距離測量三個分步驟；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位來表示，灰度圖共有256級 灰度等級，也就是將24位位圖的一點如(255,255,255)轉換成255，所以R， G， B三個值所 乘的係數和為1 ;二值化是將256個亮度等級的灰度圖像通過閥值選取而獲得仍然可以反映圖像整體和局部特徵的二值化圖像；去噪是用小波分析進行圖像去噪，有3個步驟一是 對圖象信號進行小波分解；二是對經過層次分解後的高頻係數進行閾值量化；三是利用二 維小波重構圖象信號；關鍵點的查找分為獲取邊緣輪廓和提取關鍵點；距離測量是直接計 算關鍵點之間的像素數，再按預設的像素與毫米的比例換算成毫米數；通過串口直接讀取 天平數據從而實現重量的記錄。 本發明在天平外側固定支架，攝像頭固定在支架上，攝像頭和電子天平通過數據 線連接在電腦上，利用計算機圖像識別技術識別照片並在照片中測量扇貝的殼高、殼長、殼 寬，同時記錄天平讀數；實現時用二部攝像頭分別置於電子天平的頂部以及側面分別記錄 扇貝的正、側面圖，並將天平通過數據線與電腦相連；設備架設完畢之後，啟動軟體，開啟攝 像頭選擇相應的天平埠並勾選稱重同時測量記錄選項，將天平調零，放上扇貝，待天平讀 數穩定後按天平的列印鍵，軟體將自動讀取天平示數並拍照自動測量殼高、殼長以及殼寬。
本發明與現有技術相比，其測量所用設備簡單，使用安全可靠，測量和記錄自動化 程度高，數量處理迅速、準確，可以廣泛應用於不同種類扇貝的表型性狀快速測量和記錄。
圖1為本發明的測量與記錄工藝流程及原理示意框圖。
圖2為本發明的圖像預處理及關鍵點識別流程示意圖。
具體實施例方式
下面通過實施例並結合附圖做進一步說明。
實施例 本實施例的運行流程包括圖像採集、圖像預處理、輪廓識別、尺寸測量、尺寸換算 和存入資料庫六個步驟；先採用二部高清攝像頭進行圖像採集，二部攝像頭固定於電子天 平玻璃罩外的固定架子上，其中一個攝像頭鏡頭正對電子天平的託盤，另一個攝像頭帶有 長柄，鏡頭從側面對準電子天平的託盤，利用DirectX自動啟動二個攝像頭同時拍照，保存 扇貝正面以及側面的圖像；採用基於C"的二維圖像識別技術，分為原始圖像處理、關鍵點查 找和距離測量三個分步驟；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位來表示，灰度圖共有256級灰度等 級，也就是將24位位圖的一點如(255,255,255)轉換成255，所以R， G， B三個值所乘的系 數和為1 ; (2) 二值化將256個亮度等級的灰度圖像通過閥值選取而獲得仍然可以反映圖
像整體和局部特徵的二值化圖像；(3)去噪小波分析進行圖像去噪主要有3個步驟(a) 對圖象信號進行小波分解；(b)對經過層次分解後的高頻係數進行閾值量化；(c)利用二維
小波重構圖象信號。 本實施例涉及的關鍵點的查找分為獲取邊緣輪廓和提取關鍵點；距離測量是直接 計算關鍵點之間的距離(像素數)，再按預設的像素與毫米的比例換算成毫米數；通過串口 直接讀取天平數據從而實現重量的記錄。
權利要求
一種扇貝表型性狀計算機測量與記錄方法，其特徵在於測量與記錄流程包括圖像採集、圖像預處理、輪廓識別、尺寸測量、尺寸換算和存入資料庫六個步驟；先採用二部高清攝像頭進行圖像採集，二部攝像頭固定於電子天平玻璃罩外的固定架子上，其中一個攝像頭鏡頭正對電子天平的託盤，另一個攝像頭帶有長柄，鏡頭從側面對準電子天平的託盤，利用DirectX自動啟動二個攝像頭同時拍照，保存扇貝正面以及側面的圖像；採用基於C#的二維圖像識別技術分為原始圖像處理、關鍵點查找和距離測量三個分步驟；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位來表示，灰度圖共有256級灰度等級，將24位位圖的一點如(255，255，255)轉換成255，R，G，B三個值所乘的係數和為1；二值化是將256個亮度等級的灰度圖像通過閥值選取而獲得反映圖像整體和局部特徵的二值化圖像；去噪是用小波分析進行圖像去噪，有3個步驟一是對圖象信號進行小波分解；二是對經過層次分解後的高頻係數進行閾值量化；三是利用二維小波重構圖象信號；關鍵點的查找分為獲取邊緣輪廓和提取關鍵點；距離測量是直接計算關鍵點之間的距離或像素數，再按預設的像素與毫米的比例換算成毫米數；通過串口直接讀取天平數據實現重量的記錄。
全文摘要
本發明屬於計算機數據處理技術領域的扇貝表型性狀的測量方法，即扇貝表型性狀計算機測量與記錄方法，在天平外側固定支架，攝像頭固定在支架上，攝像頭和電子天平通過數據線連接在電腦上，利用計算機圖像識別技術識別照片並在照片中測量扇貝的殼高、殼長、殼寬和體重，同時記錄天平讀數；用二部攝像頭分別置於電子天平的頂部以及側面分別記錄扇貝的正、側面圖，並將天平通過數據線與電腦相連，啟動軟體，開啟攝像頭將天平調零，放上扇貝，待天平讀數穩定後按列印鍵，自動讀取天平示數並拍照自動測量殼高、殼長、殼寬和體重，其測量設備簡單，安全可靠，自動化程度高，數量處理迅速、準確，廣泛用於扇貝的種類分檔和篩選。
文檔編號G01G17/00GK101709951SQ20091023157
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月3日 優先權日2009年12月3日
發明者包振民, 李豔, 楊守斌, 胡景傑, 陸維, 黃曉婷 申請人:中國海洋大學