[发明专利]一种基于图像识别的水电工程鱼道过鱼计数方法和系统

说明书

一种基于图像识别的水电工程鱼道过鱼计数方法和系统，通过二值化处理简化目标轮廓的提取，并基于传统计数是容易出现误差的情况进行对应的筛选，确保可以进行计数的目标轮廓均为不会重复计数的鱼类；再通过跟踪鱼类的游动方向，仅对完全进出鱼道的鱼类进行计数；本发明采用简单且成本低廉的图像处理技术实现了过鱼计数，还提升了计数的精度，可推广性强，适合用于多种计数场景。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种基于图像识别的水电工程鱼道过鱼计数方法和系统。

背景技术

鱼道是在闸、坝或天然障碍处为沟通鱼类洄游通道而设置的一种过鱼建筑物，是河流生态系统健康的评价指标之一,也是水利水电工程环境影响评价中生态环境保护的重要指标。当前，国内外对于鱼道的监测，主要在于监控过鱼的种类和数量，以验证鱼道的有效性，从而进行鱼道的改良，其存在的主要问题包括：现有的过鱼计数多采用红外线计数或者人工计数，采用红外线计数的方式无法避免鱼类在边缘反复游走时反复技术的弊端，人工计数的方式则会因为重复计数、缺数漏数等情况导致测量精度不高、人工成本较高的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于图像识别的水电工程鱼道过鱼计数方法和系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于图像识别的水电工程鱼道过鱼计数方法，包括：

对鱼道的入侵边界区域的图像进行实时采集，提取所述图像中的目标轮廓；

设置鱼道的所述入侵边界区域包括左临界edgeleft和右临界edgeright，根据所述目标轮廓在鱼道的所述入侵边界区域的游动方向，选择游进和游出所述入侵边界区域为不同临界的鱼，作为目标鱼进行计数。

优选的，通过对所述图像进行二值化处理提取所述图像中的目标轮廓。

优选的，设置经过二值化处理的当前的所述图像的像素矩阵为M_t，所述像素矩阵M_t的第x₀到x₁行，第y₀列到y₁列的子矩阵为

若子矩阵为鱼类部分，则

若子矩阵为背景部分，则

其中，M_abs＝|M_t+1-M_t|,M_t+1表示下一帧所述图像的像素矩阵。

优选的，设置鱼类部分的图像矩阵为所述图像的像素矩阵，根据前后帧图像中鱼类部分的图像矩阵的位置关系，筛选出采集图像中相同的鱼记为一个目标鱼。

优选的，所述图像中相同的鱼的筛选包括：

设置鱼X在当前时刻的图像矩阵为下一时刻的图像矩阵为鱼Y在又下一时刻的图像矩阵为

根据所述鱼X和鱼Y在前后帧图像中的图像矩阵，计算前后帧图像中目标鱼的均方差：

V₀＝[x₂-x₀，y₂-y₀]

S₀＝(x₁-x₀)×(y₁-y₀)

V₁＝[x₄-x₂，y₄-y₂]

S₁＝(x₃-x₂)×(y₃-y₂)