[发明专利]鱼类形态参数自动测量装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及水产品指标测量技术领域，尤其涉及一种鱼类形态参数自动测量装置和方法。

背景技术

在鱼类学研究中，鱼的体型特征参数是渔业资源调查、鱼苗繁育、亲鱼选育的重要基础参数。现阶段，对这些特征参数的采集一般是人工通过用直尺、卷尺等进行测量，上述测量方法有以下缺点：1、形态指标需要测量的数据很多，手工测量、数据的记录往往需要两人进行配合才能完成，不但浪费人力和时间，而且工作效率低下，难以完成大规模样本数据采集，且持续重复劳动容易增大人为误差；2、由于手工测量耗时过长，且需要离水进行测量，所以往往会造成鱼死亡，或者严重损伤，如鳞片脱落，鱼鳍破损等；3、此外，手工采集无法直接实现对于某些特征数据的挖掘和测量，比如头部曲率，背部曲率等。

机器视觉是一项集合了数字图像处理、机械、控制、计算机软硬件等技术的综合技术，它是20世纪70年代在遥感图像处理和医学图像处理技术成功应用的基础上逐渐兴起的，是图像处理的一个分支学科。应用机器视觉进行产品检测的最大优点是与被检测的对象无接触，且速度高、信息量大、可以排除主管因素干扰，而且能对参数指标进行定量描述，具有人工检测所无法比拟的优越性。因此，利用机器视觉进行鱼类形态参数自动测量是一种非常有效的途径。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种自动测量鱼类形态参数的装置和方法，采用这种装置与方法能实现快速、无损采集鱼类形态参数。

本发明所采用的技术方案是：一种鱼类形态参数自动测量装置，它包括计算机、框架主体、倾斜设置在框架主体上的活鱼导流槽以及设置在活鱼导流槽下端用于拍摄鱼体图像的摄像装置，且所述活鱼导流槽底部为透明平台，所述摄像装置包括设置在框架主体上的支架以及与支架滑动连接的工业相机，所述工业相机与计算机信号连接，所述计算机包括依次信号连接的参数设置模块、标定模块、图像采集模块、鱼体尺寸自动提取模块以及鱼体尺寸手动测量模块，其中，

所述参数设置模块用于设定工业相机设备采集参数；

所述标定模块用于得到图像尺寸和标准尺寸的标定比例；

所述图像采集模块用于自动采集鱼体图像；

所述鱼体尺寸自动提取模块用于自动计算鱼体全长和全宽尺寸；

所述鱼体尺寸手动测量模块用于计算手工选定的鱼体任意特征点之间的直线尺寸。

所述框架主体顶部还设有作为拍摄背景的背景板，所述框架主体两侧还设有用于照明的照明灯。

一种鱼类形态参数自动测量方法，它包括以下步骤：

（1）、调整工业相机位置，使其位于活鱼导流槽透明平台下方，调整工业相机镜头焦距，设定工业相机设备采集参数；

（2）、对工业相机进行标定，得到被测物体图像尺寸/实际尺寸的标定比例值，并将其保存到计算机中；

（3）、将一条待测活鱼和水一起倒入活鱼导流槽，使其由高到低通过活鱼导流槽；

（4）、工业相机一直拍摄活鱼导流槽，当鱼体处于活鱼导流槽透明平台中间线时，计算机自动触发工业相机采集一帧所述鱼体图像并且进行保存；

（5）、提取步骤（4）采集图像中的鱼体轮廓最小外接矩形的长和宽的图像尺寸，再根据步骤（2）中得到的标定比例，计算得到实际鱼体的全长与全宽尺寸；

（6）、在步骤（4）的采集图像中手工设定鱼体特征点，提取特征点之间的图像尺寸，再根据步骤（2）中得到的标定比例，计算得到鱼体特征点之间实际尺寸。

所述步骤（4）的具体过程是：计算机中的图像采集模块采用Camshift算法跟踪定位视频图像中鱼体目标中心位置，当中心位置点处于活鱼导流槽透明平台中间线上时，自动触发工业相机采集一帧图像，并将采集图像传输至计算机进行保存。

所述步骤（5）的具体过程是：计算机中的鱼体尺寸自动提取模块采用Canny算法提取步骤（4）采集到的图像中的鱼体轮廓信息，然后再根据提取到的轮廓信息得到一个鱼体图像轮廓的最小外接矩形，接着自动测量得到最小外接矩形的长和宽图像尺寸，再根据步骤（2）中得到的标定比例，计算得到实际鱼体的全长与全宽尺寸。