一种非接触式动物监视器的数据同步编码方法技术

本发明专利技术公开了一种非接触式动物监视器的数据同步编码方法，适用于动物体征行为监测。本发明专利技术的非接触式动物监视器由一个可见光三维摄像模块、一个红外热成像模块、拾音器模块、网络通信模块、控制器、电源和网络服务器组成；数据同步编码方法为不同速率、不同维度的数据，增加用于时间同步编码的时间戳，上传到服务器，再根据同步时间戳，再次同步显示所有数据。本发明专利技术实现了对动物的可见光视频、红外、声音等多维数据的在线、非接触、远程监视，为动物的活动监测、体温监测等提供设备与方法，为其它进一步的研究提供不间断的数据来源。

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式动物监视器的数据同步编码方法
本专利技术涉及一种动物体征数据信息采集与数据同步编码技术，具体涉及一种非接触式动物监视器的数据同步编码方法，适用于动物体征行为监测。
技术介绍
动物的体征，如体温、血氧、心率、运动、鸣叫等，与动物的疾病、生殖和生产效率有着密切的联系，对提高动物生长效率、预防疾病研究具有着重要的意义。例如，通过体温、心率的变化，可以分析生猪在养殖过程中，饲料、生长环境是否存在问题；通过体温、血氧、心率的变化，可以对生猪的疾病进行预测。目前，常规的生理体征检测主要是采用接触式的方式，如体温计测量体温，血氧仪测量血氧等，但采用接触式方式，动物不可避免产生应激反应，因此，存在测量误差大、测量效率低，无法实现长期不间断测量，除此之外，接触式测量所使用的仪器成本高，使用不方便，制约了动物生理体征在线监测技术的发展。目前，动物体征和行为监示主要采用常规的二维视频监视方法，通常采用一个摄像机进行取景，功能上只有单一的音频、视频监视；红外测温用于动物的体温测量，一般采用单点测温和多次测量的方法，除此之外，红外相机也应用于动物测温，且音频、视频监视与红外测量两者之间是独立处理的，实际上，音频、视频、体温、体温分布与动物的体征之间是存在密切的联系，因此，目前的设备与方法无法满足对动物体征行为精准的监视要求。由于可见光视频、红外热成像、声音不具备相同的分辨率和维度，网络同步传输很困难，针对上述问题，本专利技术设计一种非接触测量动物体征监视器的数据同步编码方法，可以同时获得动物活动的可见光视频数据、红外体温分布数据和体温数据，控制器采用数据时间同步编码方法将上述三种数据统一编码，并通过通信模块将上述三种数据上传到服务器，服务器再根据时间戳，将它们同步重构、转存，从而降低网络同步通信的技术难度，保证了数据的同步性和效率，为动物的活动监测、体温监测等提供设备与方法，为其它进一步研究提供数据来源。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供了一种非接触式动物监视器的数据同步编码方法，从而克服现有技术的缺陷与不足。本专利技术通过以下技术方案实现，所述方法包括将监视器的可见光视频数据、三维深度数据、体表温度数据、声音和体温数据共同形成的不同速率、不同维度的数据进行数据同步编码，各数据分别增加用于时间同步编码的时间戳，并采用流编码技术上传到服务器，服务器获取视频数据后，根据各数据同步时间戳，再次同步显示所有数据。进一步地，所述数据同步编码方法具体步骤如下：步骤1：为可见光三维摄像模块中的二维视觉数据和三维深度数据增加同步编码时间戳，同时也为红外热成像模块的体表温度数据和拾音器模块的声音流增加同步时间戳；步骤2：利用三维深度图像的深度数据，采用回归或拟合计算方法修正红外测温的距离系数，从而获得动物的体温分布图；步骤3：为了计算体温数据，首先采用图像识别的方法识别出生猪体表，然后采用如下公式计算出生猪的整体体温：其中p0是设定的某一温度阈值，pi生猪体表的温度值，为了后续处理的方便，同时也将体温数据编码到体温分布图中；或其中函数f(x,y)是关于x,y的多项式拟合函数，即M是最高阶数；步骤4：将增加了同步时间戳的2D可见光视频流、3D深度数据流、红外热成像视频和体温分布图，采用流媒体传输技术上传到服务器；步骤5：将时间戳和体温数据上传到服务器的数据库中，生成时间索引；步骤6：流媒体服务器根据同步时间戳，将可见光视频、3D深度数据、红外热成像、体温分布数据流分别转存在服务器上；同时将时间戳保存在数据库中；步骤7：服务器可以根据时间戳，重新实现上述数据的同步显示。进一步地，所述监视器主要包括一个可见光三维摄像模块，用于实时录制监视动物的二维视觉数据和三维深度数据；以及一个红外热成像模块，用于获得动物体表红外分布图；通过三维深度数据修正距离参数，获得更精准的动物体表温度分布图和动物的体温；其次还包括拾音器模块、网络通信模块、控制器、电源和网络服务器；所述模块之间具体连接方式如下：可见光三维摄像模块、红外热成像模块、拾音器模块组成一体化装置，与控制器连接，控制器分别与电源和网络通信模块连接，网络通信模块与网络服务器连接；所述一体化装置中，具体主要由可见光三维相机、红外热成像仪和拾音器组成，用于对动物的生产环境进行摄像，可见光三维相机计算动物的深度数据和外形数据，红外热成像仪计算动物的体温与体温分布，拾音器同步录制监视环境的声音；所述控制器在接通电源的情况下，将一体化装置中获取的数据通过网络通信模块上传至网络服务器。进一步地，所述的一种非接触式动物监视器的数据同步编码方法，包括以下工作步骤：步骤1.1：使用可见光三维摄像模块实时录制监视动物的二维视觉数据和三维深度数据，计算出视频中动物的深度数据和外形数据；步骤1.2：使用红外热成像模块获得动物体表红外分布图，通过步骤1.1所述的三维深度数据修正距离参数，获得更精准的动物体表温度分布图和动物的体温；步骤1.3：使用拾音器模块同步录制监视环境的声音，获取声音数据；步骤1.4：使用控制器将步骤1.1获得的视频数据、步骤1.2获得的动物体表温度分布图和动物体温数据及步骤1.3获得的声音数据按照时间统一编码通过网络通信模块上传给服务器；步骤1.5：服务器计算出监测动物的体温、体温分布和心率，并按时间进行编码，将结果保存在服务器上。进一步地，所述步骤1.4中，控制器上传数据至服务器的具体步骤为：步骤1.4.1：控制器通过网络通信模块将步骤1.1、步骤1.2、步骤1.3获取的数据采用异步的方法上传到流媒体服务器；步骤1.4.2：流媒体服务器根据时间戳生成时间同步轨道索引，将时间同步轨道索引保存在数据库中，同时也将步骤1.4.1获取的数据流保存相应的服务器中；步骤1.4.3：服务器根据时间同步轨道索引实现上述数据重构。本专利技术与现有技术相比较，存在的有益效果是：其一，本专利技术利用传统3D摄像原理计算出动物的距离修正红外测温的距离系数，提高动物的体表温度和体表温度分布图的计算精度；其二，同步记录可见光、红外测温图像、三维深度数据、声音采样数据，并为上述几种速率，不同分辨、不同维度的数据增加同步时间戳，实现多元数据的时间同步编码；其三，采用多媒体数据流技术将数据上传到服务器，服务器可以根据时间同步解码，重新获得这几种数据，并实现数据的重现与转存，此数据编解码技术为多元数据同步展示与异步数据传输提供了一种可靠的方法。附图说明图1是数据同步编码方法流程图。图2是非接触式动物监视器模块图。图3是3D相机、红外热成像仪、拾音器一体化装置图。附图中，（1）为3D成像模组、（2）为红外热成像模组、（3）为拾音器模组、（4）为控制器、（5）为电源、（6）为通信模组、（7）为服务器。（11）为3D相机、（21）为红外热成像仪、(31)为拾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触式动物监视器的数据同步编码方法，其特征在于，/n包括将监视器的可见光视频数据、三维深度数据、体表温度数据、声音和体温数据共同形成的不同速率、不同维度的数据进行数据同步编码，各数据分别增加用于时间同步编码的时间戳，并采用流编码技术上传到服务器，服务器获取视频数据后，根据各数据同步时间戳，再次同步显示所有数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种非接触式动物监视器的数据同步编码方法，其特征在于，
包括将监视器的可见光视频数据、三维深度数据、体表温度数据、声音和体温数据共同形成的不同速率、不同维度的数据进行数据同步编码，各数据分别增加用于时间同步编码的时间戳，并采用流编码技术上传到服务器，服务器获取视频数据后，根据各数据同步时间戳，再次同步显示所有数据。


2.根据权利要求1所述的一种非接触式动物监视器的数据同步编码方法，其特征在于，所述数据同步编码方法具体步骤如下：
步骤1：为可见光三维摄像模块中的二维视觉数据和三维深度数据增加同步编码时间戳，同时也为红外热成像模块的体表温度数据和拾音器模块的声音流增加同步时间戳；
步骤2：利用三维深度图像的深度数据，采用回归或拟合计算方法修正红外测温的距离系数，从而获得动物的体温分布图；
步骤3：为了计算体温数据，首先采用图像识别的方法识别出生猪体表，然后采用如下公式计算出生猪的整体体温：



其中p0是设定的某一温度阈值，pi生猪体表的温度值，为了后续处理的方便，同时也将体温数据编码到体温分布图中；
步骤4：将增加了同步时间戳的2D可见光视频流、3D深度数据流、红外热成像视频和体温分布图，采用流媒体传输技术上传到服务器；
步骤5：将时间戳和体温数据上传到服务器的数据库中，生成时间索引；
步骤6：流媒体服务器根据同步时间戳，将可见光视频、3D深度数据、红外热成像、体温分布数据流分别转存在服务器上；同时将时间戳保存在数据库中；
步骤7：服务器可以根据时间戳，重新实现上述数据的同步显示。


3.根据权利要求1所述的一种非接触式动物监视器的数据同步编码方法，其特征在于，监视器主要包括一个可见光三维摄像模块(1)，用于实时录制监视动物的二维视觉数据和三维深度数据；以及一个红外热成像模块(2)，用于获得动物体表红外分布图；通过三维深度数据修正距离参数，获得更精准的动物体表温度分布图和动物的体温；其次还包括拾音器模块(3)、网络通信模块(4)、控制器(5)、电源(6)和网络服务器(7)；所述模块之间具体连接方式如下：

【专利技术属性】
技术研发人员：阳波，唐文胜，印遇龙，李建中，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43