牲畜群体数目监测方法及装置制造方法及图纸

公开了一种牲畜群体数目监测方法，包括：获取牲畜群体拍摄图像；对所述拍摄图像进行预处理，所述预处理包括灰度处理、拼接处理以及高斯滤波处理；对预处理后的拍摄图像进行阈值处理以及形态学滤波处理以获取所述牲畜群体的二值图像；对所述二值图像进行轮廓检索以得到牲畜群体数目。本发明专利技术还提供一种牲畜群体数目监测装置，对原始拍摄图像先进行灰度处理，使图像矩阵维数下降，提高后续的图像运算速度，并且还保留了梯度信息，便于提取轮廓。本发明专利技术的灰度处理和拼接处理均采用并行模式，高斯滤波处理采用三级流水结构，实现实时处理。

【技术实现步骤摘要】
牲畜群体数目监测方法及装置
本专利技术属于图像处理
，更具体地，涉及一种牲畜群体数目监测方法及装置。
技术介绍
为了分析牲畜对草蓄平衡的影响，需要进行草情和牲畜数量监测，实施以草定畜工程，就是根据草场的产草量确定载畜量，以确保草场不再由于不合理利用而退化。目前采用的方法有地面调查和人工目视解释无人机影像两种方法进行野外牲畜数量监测，这两种方法比较费时、费力，时效性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种牲畜群体数目监测方法及装置。根据本专利技术的一方面，提供一种牲畜群体数目监测方法，包括：获取牲畜群体拍摄图像；对所述拍摄图像进行预处理，所述预处理包括并行灰度处理、拼接处理以及高斯滤波处理；对预处理后的拍摄图像进行阈值处理以及形态学滤波处理以获取所述牲畜群体的二值图像；对所述二值图像进行轮廓检索以得到牲畜群体数目。优选地，所述灰度处理包括：对拍摄图像按行进行分块，根据RGB和YUV颜色空间的变化关系建立亮度值Y与RGB三个颜色分量的对应关系，即Y＝0.3R+0.59G+0.11B；将该亮度值作为所述拍摄图像的灰度值以得到灰度图像。优选地，所述拼接处理包括：根据并行FFT算法获取灰度图像的频域信息；根据灰度图像的频域信息获取相邻拍摄图像的互功率谱；根据相邻拍摄图像的互功率谱峰值对拍摄图像进行反向拼接；使用渐出渐入的图像融合方法优化拼接结果。优先地，所述并行FFT处理算法包括：将灰度图像按行分成多块，每块根据一维FFT处理算法按行同时并行运算，得到中间图像；对中间图像按列分成多块，每块再根据一维FFT处理算法按列同时并行运算，得到灰度图像的频域信息图像。优选地，所述高斯滤波处理包括高斯滤波器构建和卷积运算。优选地，所述阈值处理包括：将所述拍摄图像的每个像素点的灰度值与预设阈值进行比较；当像素点的灰度值小于或等于预设阈值时，将该像素点的灰度值赋予第一灰度值；当像素点的灰度值大于预设阈值时，将该像素点的灰度值赋予第二灰度值。优选地，所述预设阈值为拍摄图像中牲畜和背景分别形成的波峰间的波谷处对应的灰度值。优选地，对所述二值图像进行轮廓检索以得到牲畜群体数目包括：判断所述二值图像中灰度值为第一灰度值的像素点的所有相邻像素点的灰度值是否均为第一灰度值；当所述二值图像中灰度值为第一灰度值的像素点的所有相邻像素点的灰度值不是均为第一灰度值时，将该像素点标记为轮廓点；以该轮廓点为起始轮廓点，对该起始轮廓点的所有相邻像素点按照逆时针进行轮廓检索，直至回到该起始轮廓点完成一个轮廓检索；重复上述步骤，直至完成所有的轮廓检索；将轮廓的数量作为牲畜群体数目。根据本专利技术的另一方面，提供一种牲畜群体数目监测装置，包括：图像采集模块，用于获取牲畜群体拍摄图像；预处理模块，用于对所述拍摄图像进行预处理，所述预处理包括并行灰度处理、拼接处理以及高斯滤波处理；数据处理模块，用于对预处理后的拍摄图像进行阈值处理以及形态学滤波处理以获取所述牲畜群体的二值图像；轮廓检索模块，用于对所述二值图像进行轮廓检索以得到牲畜群体数目。优选地，所述预处理模块包括划分单元，用于将对拍摄图像按行分成多个块；多个灰度处理单元，与多个块一一对应，用于根据RGB和YUV颜色空间的变化关系建立亮度值Y与RGB三个颜色分量的对应关系，即Y＝0.3R+0.59G+0.11B，同时获取每个块中的每个像素的亮度值；将该亮度值作为所述拍摄图像的灰度值以得到灰度图像。优选地，所述预处理模块包括拼接处理单元，用于根据并行FFT算法获取灰度图像的频域信息图像；根据灰度图像的频域信息图像获取相邻拍摄图像的互功率谱；根据相邻拍摄图像的互功率谱峰值对拍摄图像进行反向拼接，使用渐出渐入的图像融合方法优化拼接结果。优选地，所述预处理模块还包括：高斯滤波单元，用于对拍摄图像进行高斯滤波。优选地，所述数据处理模块包括阈值处理单元，用于将所述拍摄图像的每个像素点的灰度值与预设阈值进行比较；当像素点的灰度值小于或等于预设阈值时，将该像素点的灰度值赋予第一灰度值；当像素点的灰度值大于预设阈值时，将该像素点的灰度值赋予第二灰度值。优选地，所述预设阈值为拍摄图像中牲畜和背景分别形成的波峰间的波谷处对应的灰度值。优选地，所述数据处理模块包括：形态学滤波单元，用于对预处理后的拍摄图像进行形态学滤波。优选地，所述轮廓检索模块包括：判断单元，用于判断所述二值图像中灰度值为第一灰度值的像素点的所有相邻像素点的灰度值是否均为第一灰度值；轮廓点标记单元，用于当所述二值图像中灰度值为第一灰度值的像素点的所有相邻像素点的灰度值不是均为第一灰度值时，将该像素点标记为轮廓点；轮廓检索单元，用于以该轮廓点为起始轮廓点，对该起始轮廓点的所有相邻像素点按照逆时针进行轮廓检索，直至回到该起始轮廓点完成一个轮廓检索；数目统计单元，用于获取轮廓检索的数量，并将轮廓检索的数量作为牲畜群体数目。本专利技术提供的牲畜群体数目监测方法及装置，通过对拍摄图像进行灰度处理、拼接处理以及滤波、阈值处理等，将拍摄图像转换成二值图像，并在二值图像中进行轮廓检索以得到牲畜群体数目。本专利技术对原始拍摄图像先进行灰度处理，使图像矩阵维数下降，提高后续的图像运算速度，并且还保留了梯度信息，便于提取轮廓。本专利技术的灰度处理和拼接处理均采用并行模式，高斯滤波处理采用三级流水结构，实现实时处理。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出了根据本专利技术实施例的牲畜群体数目监测方法的流程图。图2示出了根据本专利技术实施例的牲畜群体数目监测方法中并行灰度处理的流程框图；图3示出了根据本专利技术实施例的牲畜群体数目监测方法中并行TFT处理的流程框图；图4示出了根据本专利技术实施例的牲畜群体数目监测方法中高斯滤波处理的流程框图；图5a和图5b分别示出了根据本专利技术实施例的牲畜群体数目监测装置的结构示意图；图6和图7分别示出了根据本专利技术实施例的不同的拍摄图像。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本专利技术的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。本专利技术可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。图1示出了根据本专利技术实施例的牲畜群体数目监测方法的流程图。如图1所述，所述牲畜群体数目监测方法包括以下步骤。在步骤S01中，获取牲畜群体拍摄图像。在本实施例中，通过控制无人机上的摄像头对监测区域进行垂直拍摄以获取牲畜群体拍摄图像。具体地，利用OpenCV提供的函数打开无人机上摄像头进行拍摄，每隔10s读取图像数据，获取4幅图像并保存至外部存储器，完成拍摄后关闭摄像头。在步骤S02中，对所述拍摄图像进行预处理，所述预处理包括灰度处理、拼接处理以及高斯滤波处理。在本实施例中，灰度处理和拼接处理均采用并行模式进行。其中，灰度处理包括：对拍摄图像按行进行分块，根据RGB和YUV颜色空间的变化关系建立亮度值Y与RGB三个颜色分量的对应关系，即Y＝0.3R+0.59G+0.11B；将该亮度值作为所述拍摄图像的灰度值以得到灰度图像。所述拼接处理包括：根据FFT算法获取灰度图像的频域信息图像；根据灰度图像的频域信息图像获取相邻拍摄图像的互功率谱；根据相邻拍摄图像的互功率谱峰值对拍摄图像进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牲畜群体数目监测方法，包括：获取牲畜群体拍摄图像；对所述拍摄图像进行预处理，所述预处理包括并行灰度处理、拼接处理以及高斯滤波处理；对预处理后的拍摄图像进行阈值处理以及形态学滤波处理以获取所述牲畜群体的二值图像；对所述二值图像进行轮廓检索以得到牲畜群体数目。

【技术特征摘要】
1.一种牲畜群体数目监测方法，包括：获取牲畜群体拍摄图像；对所述拍摄图像进行预处理，所述预处理包括并行灰度处理、拼接处理以及高斯滤波处理；对预处理后的拍摄图像进行阈值处理以及形态学滤波处理以获取所述牲畜群体的二值图像；对所述二值图像进行轮廓检索以得到牲畜群体数目。2.根据权利要求1所述的处理方法，其中，所述并行灰度处理包括：对拍摄图像按行进行分块，根据RGB和YUV颜色空间的变化关系建立亮度值Y与RGB三个颜色分量的对应关系，即Y＝0.3R+0.59G+0.11B，同时获取每块中的每个像素的亮度值；将该亮度值作为所述拍摄图像的灰度值以得到灰度图像。3.根据权利要求1所述的处理方法，其中，所述拼接处理包括：根据并行FFT算法获取灰度图像的频域信息图像；根据灰度图像的频域信息图像获取相邻拍摄图像的互功率谱；根据相邻拍摄图像的互功率谱峰值对拍摄图像进行反向拼接；使用渐出渐入的图像融合方法优化拼接结果。4.根据权利要求3所述的处理方法，其中，所述并行FFT算法包括：将灰度图像按行分成多块，每块根据一维FFT处理算法按行同时并行运算，得到中间图像；对中间图像按列分成多块，每块再根据一维FFT处理算法按列同时并行运算，得到灰度图像的频域信息图像。5.根据权利要求1所述的处理方法，其中，所述高斯滤波处理采用三级流水结构，包括高斯滤波器构建和卷积运算。6.根据权利要求1所述的处理方法，其中，所述阈值处理包括：将所述拍摄图像的每个像素点的灰度值与预设阈值进行比较；当像素点的灰度值小于或等于预设阈值时，将该像素点的灰度值赋予第一灰度值；当像素点的灰度值大于预设阈值时，将该像素点的灰度值赋予第二灰度值。7.根据权利要求6所述的处理方法，其中，所述预设阈值为拍摄图像中牲畜和背景分别形成的波峰间的波谷处对应的灰度值。8.根据权利要求1所述的处理方法，其中，对所述二值图像进行轮廓检索以得到牲畜群体数目包括：判断所述二值图像中灰度值为第一灰度值的像素点的所有相邻像素点的灰度值是否均为第一灰度值；当所述二值图像中灰度值为第一灰度值的像素点的所有相邻像素点的灰度值不是均为第一灰度值时，将该像素点标记为轮廓点；以该轮廓点为起始轮廓点，对该起始轮廓点的所有相邻像素点按照逆时针进行轮廓检索，直至回到该起始轮廓点完成一个轮廓检索；重复上述步骤，直至完成所有的轮廓检索；将轮廓的数量作为牲畜群体数目。9.一种牲畜群体数目监测装置，包括：图像采集模块，用于获取牲畜群体...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴方明，吴炳方，朱伟伟，
申请(专利权)人：中国科学院遥感与数字地球研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11