一种参数测量的方法及其系统技术方案

本申请公开了一种参数测量的方法及其系统，其中参数测量的方法具体包括以下步骤：提取所拍摄图像中的目标对象；从目标对象中提取目标对象的最外层轮廓；根据最外层轮廓计算目标对象的体型参数。本申请解决了大量龟的体型参数数据批处理的难题，有效消除了随机误差和操作误差，同时，对高价值的东部锦龟减少了外来刺激，提升了安全性，数字化的数据存储方式为后期数据的跟踪和分析提供了基础。

A METHOD AND SYSTEM FOR PARAMETER MEASUREMENT

【技术实现步骤摘要】
一种参数测量的方法及其系统
本申请涉及图像处理领域，具体地，涉及一种参数测量的方法及其系统。
技术介绍
东部锦龟属于小型的淡水龟类，身上有鲜艳的花纹，受人喜爱，背甲橄榄色或黑色，扁平，光滑无棱，腹甲黄色，没有图案，或有精制繁复的纹样。东部锦龟在体型上的差异决定了其品质和市场价值，体型比例协调、无残损的东部锦龟，具有较高的观赏和市场价值，体型比例不协调，有残损的东部锦龟则失去了观赏和市场价值。目前，在市场以及各种观赏龟比赛中，对东部锦龟体型的评价都是靠业内专家和资深玩家现场人工评价，采用一些测量工具进行现场测量，最终给出测量数据和评价结果。但是传统的测量并不是针对东部锦龟体型特征全自动提取，并且存在以下几点问题：1、东部锦龟是活体动物，人工测量会给它带来一定的外界刺激，造成观赏龟的不舒适，如果龟的应激反应强烈，很可能造成观赏龟受伤，造成无法挽回的损失；2、在测量过程中，东部锦龟很难配合人工测量操作，这样的机械测量结果也会产生较大的误差；3、不同操作者，测量技术和经验不同，很难准确、客观的给出测量结果；4、东部锦龟体型参数数量较多(背甲长、背甲宽、背甲高、腹甲长、腹甲宽五个)，测量工作繁琐、耗时，对于数量较多的龟，无法进行批量的快速测量，也无法快速的转换成数字化文件档案，不便于后期数据分析和应用。因此现有技术中提供了人机交互进行半自动提取的方法，通过拍摄图片，然后人机交互操作软件，在图像上画出要测量的特征参数线段，由软件进行自动计算线段的长度，这种方法，对软件操作人员要求较高，只能逐张图片单独处理，无法实现全自动处理和批量处理，效率不高，准确度也与操作人员经验和操作水平相关。另一个比较接近的实现方案是，有人通过拍摄鱼的多角度图像，然后采用计算机视觉算法自动提取鱼的体长、体宽两个数据，但由于鱼和龟的体型特征差距明显，而且鱼是在水中拍摄，而龟可以在离水环境下长时间拍摄，从图像采集终端设计上就完全不同，两者生物特性也差距明显，鱼基本上一直处于游动状态，龟相对安静，姿态较为平稳，可自动化提取的特征参数更多，计算机视觉算法设计上就存在很大差异。因此需要一种更安全且方便快速的测量方法，进行东部锦龟的体型参数的提取以及计算。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种参数测量的方法及其系统。解决人工机械测量给东部锦龟带来的损伤风险、测量数据准确度不高、测量操作繁琐、耗时以及无法数字化分析和应用的难题。为达到上述目的，本申请提供了一种参数测量的方法，具体包括以下步骤：提取所拍摄图像中的目标对象；从目标对象中提取目标对象的最外层轮廓；根据最外层轮廓计算目标对象的体型参数。如上的，其中，目标对象是东部锦龟。如上的，其中，在提取目标对象后，还在目标对象中建立像素图像坐标系。如上的，其中，采用最外侧轮廓检测算法，从目标对象中提取目标对象的最外层轮廓，其中最外层轮廓包括俯视最外层轮廓、仰视最外层轮廓以及侧面最外层轮廓。如上的，其中，在计算目标对象的体系参数前，还包括，计算定标系数α，其中定标系数α将像素坐标系中的像素尺寸转变为实际尺寸。如上的，其中，计算目标对象的体型参数具体包括以下子步骤：将俯视最外层轮廓划分为多个轮廓点；对多个轮廓点进行像素检测并计算轮廓点间的斜率变化；根据斜率变化选取背甲轮廓点并形成背甲轮廓图；对背甲轮廓图进行处理，计算背甲长宽。如上的，其中，对背甲轮廓图进行处理，计算背甲长宽还包括以下子步骤：将背甲轮廓图进行黑白二值化；在黑白二值化后的轮廓图中提取第一指定轮廓点并计算背甲长宽；其中第一指定轮廓点包括最高轮廓点Ptop，最低点轮廓点Pbottom，最左轮廓点Pleft，最右轮廓点Pright；背甲长Lcarapace表示为：Lcarapace＝(Prihgt.x-Pleft.x)×a。其中Prihgt.x表示最右轮廓点Pright在像素图像坐标系中x轴上的位置，Pleft.x表示最左轮廓点Pleft在像素图像坐标系中x轴上的位置；背甲宽Wcarapace表示为：Wcarapace＝(Pbottom.y-Ptop.y)×a，其中Pbottom.y表示最低点轮廓点Pbottom在像素图像坐标系中y轴上的位置，Ptop.y表示最高轮廓点Ptop在像素图像坐标系中y轴上的位置。如上的，其中，计算目标对象的体型参数还包括以下子步骤：在侧面最外侧轮廓中提取最大内切圆；在最大内切圆中搜索轮廓点；其中从最大内切圆圆心Pcircle向上搜索轮廓点，如果圆心正上方出现与圆心距离大于内切圆半径Rcircle的轮廓点Pcontours，则将该点视为背甲侧面图轮廓最高点，同时计算背甲高Hcarapace；背甲高表示为Hcarapace＝(Pcircle.y-Pcontours.y+Rcircle)×a，其中Pcircle.y表示最大内切圆圆心Pcircle在像素图像坐标系中y轴上的位置，Pcontours.y表示轮廓点Pcontours在像素图像坐标系中y轴上的位置。一种参数测量系统，具体包括：图像采集单元、计算单元；图像采集单元，用于采集目标对象并将其传输至计算单元中；计算单元，用于接收图像采集单元传输来的数字图像，并根据数字图像进行目标对象的体型参数的计算。如上的，其中，图像采集单元包括图像背景板、拍摄模块、拍摄目标基座、定标器、数字传感器；图像背景板为采集目标对象的背景板；拍摄模块，用于拍摄采集目标对象；拍摄目标基座，用于放置目标对象；定标器，用于进行像素尺寸与实际尺寸之间的转换；数字传感器，用于实时向计算单元本地磁盘传输采集的数字图像。本申请具有以下有益效果：(1)本申请提供的参数测量的方法及其系统解决了大量龟的体型参数数据批处理的难题，有效消除了随机误差和操作误差，同时，对高价值的东部锦龟减少了外来刺激，提升了安全性，数字化的数据存储方式为后期数据的跟踪和分析提供了基础。(2)本申请提供的参数测量的方法及其系统无需人工干预的全自动观赏龟背甲长、背甲宽、背甲高、腹甲长、腹甲宽五项体型参数的准确提取以及批处理。(3)本申请提供的参数测量的方法及其系统运用了计算机图形学算法来计算东部锦龟背甲长、背甲宽、背甲高、腹甲长、腹甲宽五项体型参数，省时省力且高效快速。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本申请实施例提供的参数测量的方法流程图；图2是根据本申请实施例提供的参数测量系统的内部结构图；图3是根据本申请实施例提供的参数测量系统中的具体硬件结构图。具体实施方式下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请涉及一种参数测量的方法及其系统。根据本申请，能够可有效解决人工机械测量给东部锦龟带来的损伤风险、测量数据准确度不高、测量操作繁琐、耗时以及无法数字化分析和应用的难题。如图1所述为本申请提供的参数测量系统，具体包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种参数测量的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：提取所拍摄图像中的目标对象；从目标对象中提取目标对象的最外层轮廓；根据所述最外层轮廓计算所述目标对象的体型参数。

【技术特征摘要】
1.一种参数测量的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：提取所拍摄图像中的目标对象；从目标对象中提取目标对象的最外层轮廓；根据所述最外层轮廓计算所述目标对象的体型参数。2.如权利要求1所述的参数测量的方法，其特征在于，所述目标对象是东部锦龟。3.如权利要求1所述的参数测量的方法，其特征在于，在提取目标对象后，还在目标对象中建立像素图像坐标系。4.如权利要求1所述的参数测量的方法，其特征在于，采用最外侧轮廓检测算法，从目标对象中提取目标对象的最外层轮廓，其中最外层轮廓包括俯视最外层轮廓、仰视最外层轮廓以及侧面最外层轮廓。5.如权利要求1所述的参数测量的方法，其特征在于，在计算目标对象的体系参数前，还包括，计算定标系数α，其中定标系数α将像素坐标系中的像素尺寸转变为实际尺寸。6.如权利要求5所述的参数测量的方法，其特征在于，计算目标对象的体型参数具体包括以下子步骤：将俯视最外层轮廓划分为多个轮廓点；对多个轮廓点进行像素检测并计算轮廓点间的斜率变化；根据斜率变化选取背甲轮廓点并形成背甲轮廓图；对背甲轮廓图进行处理，计算背甲长宽。7.如权利要求6所述的参数测量的方法，其特征在于，对背甲轮廓图进行处理，计算背甲长宽还包括以下子步骤：将背甲轮廓图进行黑白二值化；在黑白二值化后的轮廓图中提取第一指定轮廓点并计算背甲长宽；其中第一指定轮廓点包括最高轮廓点Ptop，最低点轮廓点Pbottom，最左轮廓点Pleft，最右轮廓点Pright；背甲长Lcarapace表示为：Lcarapace＝(Prihgt.x-Pleft.x)×a。其中Prihgt.x表示最右轮廓点Pright在像素图像坐标系中x轴上的位置，Pleft.x表示最左轮廓点P...

【专利技术属性】
技术研发人员：马茵驰，丁文，李文通，吝凯，张晋京，
申请(专利权)人：北京市水产科学研究所国家淡水渔业工程技术研究中心，
类型：发明
国别省市：北京,11