[发明专利]一种基于机器视觉的活牛体尺体重测量方法

说明书

本发明属于活牛体尺、体重测量技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的活牛体尺、体重测量方法。该方法通过同步拍摄牛的侧视照片和俯视照片作为数据处理的样本照片集；利用图像分割算法，将牛的影像从背景中提取出来，并进行二值化处理；根据二值化后的牛图像中身体部位特征，提取牛各部位体尺的像素长度；从二值化图像中保留头部、躯干；在垂直于躯干轴线方向以像素为单位对牛的图像进行切片，分别获取侧视和俯视两组切片；对单一切片计算其像素体积，对所有切片加和获得总像素体积；根据实测牛的体尺和体重，推导出像素体尺与像素体重的系数，从而完成牛的体尺和体重测量。

技术领域

本发明属于活牛体尺、体重测量技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的活牛体尺、体重测量方法。

背景技术

在肉牛、奶牛养殖过程中，监测牛的生长状况对生产至关重要，但因牛的个体体型较大，对牛进行体尺和体重测量比较困难，具体存在以下问题：

(1)驱赶困难：测量牛的体重体尺需要把牛驱赶至指定地点，驱赶过程以及将牛限制在测量区域非常费时费力；

(2)牛的应激反应较大：测量过程中测量人员需要接触牛的身体，比如管围测量，牛的反应往往非常突然，稍有不慎就容易导致测量人员受伤；

(3)测量误差较大：测量工具使用时间长了之后会出现精度下降而导致工具误差，操作员对测量方法的熟练程度也会影响测量结果而导致人为误差；

(4)人工成本较高：牛的驱赶过程需要多人协作配合，测量也需要多人配合，测量时间长，工作强度大，参与人员多，导致人工成本较高。

而且目前对于活牛体重的估算，常规使用的是公式法，即：牛体重＝(胸围的平方×体斜长)÷10800，但是该方法忽略了牛的品种差异，其计算结果与实测体重进行对比误差很大，导致计算数据失去了参考价值。

发明内容

针对目前对活牛体尺和体重的估算存在劳动强度大、工作效率低、测量精度低、数据误差大的缺陷和问题，本发明提供一种基于机器视觉的活牛体尺、体重测量方法。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种基于机器视觉的活牛体尺、体重测量方法，包括以下步骤：

步骤一、图像采集：选取数量N的样本牛作为牛样本集，测量出每头牛的实测体重和各部位体尺值；在每头牛的正前方和正上方分别设置图像采集装置，同步获取牛的侧视图和俯视图作为采集图像；

步骤二、图像处理：采用图像分割算法对采集图像的背景和前景进行标注，将牛的影像从背景中分割出来作为基础图像；分别对侧视图和俯视图的基础图像进行二值化处理，得到侧视和俯视的样本图像；

步骤三、体尺计算：

(1)根据样本图像中牛身体各部位特征，提取牛各部位的像素体尺值L_pi；

(2)将牛各部位的像素体尺值L_pi与实测体尺值L_ri进行计算得到牛各部位的体尺系数C_i，

(3)根据样本集中所有牛各部位的体尺系数C_i，计算出所有牛各部位的体尺平均系数式中：m＝N-x×N×2，m0，N为样本总数，x为需去除的最大值和最小值的数据占比，i为身体部位；

(4)通过测量得到的各部位体尺像素值L_pi与对应部位的平均体尺系数计算得到牛的各部位体尺估算值L_i，

步骤四、体重计算：

(1)在样本图像的侧视图中的垂直于躯干轴线X轴方向上以单像素为单位对牛的样本图像进行椭圆切片；