一種基于圖像處理技術的智能投餌裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于工廠化循環(huán)水智能養(yǎng)殖領域，具體涉及一種基于圖像處理技術的智能 投餌裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 目前工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖體系中運用于搶食性魚類養(yǎng)殖的投餌方法主要包括人工 投餌和定時自動投餌；人工投餌費時費力，成本過高；定時自動投餌雖能有效降低人工成 本，但投喂量仍需要人工預先設定，且很容易造成投喂餌料過?；虿蛔?，進而影響魚類的生 長。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種能有效降低人工成本并解決投喂餌料過?；虿蛔銌栴} 的基于圖像處理技術的智能投餌裝置及方法。
[0004] 本發(fā)明的基于圖像處理技術的智能投喂裝置，包括循環(huán)水養(yǎng)殖池、服務器、DSP(數(shù) 字信號處理器）、投餌器、用于控制投餌器投料的控制芯片和安裝于循環(huán)水養(yǎng)殖池正上方的 攝像頭；投餌器固定于攝像頭上方，投餌器的出料口朝向循環(huán)水養(yǎng)殖池，攝像頭與服務器的 輸入端連接，服務器的輸出端與DSP的輸入端相連，DSP的輸出端與控制芯片的輸入端連 接，控制芯片的輸出端與投餌器的投料開關連接。
[0005] 上述技術方案中，所述的控制芯片為單片機。
[0006] 應用上述的基于圖像處理技術的智能投餌裝置的方法，包括如下步驟：
[0007] 1)設定投餌器單次投料量為固定值，通過控制芯片控制投餌器的投料開關開啟及 閉合，進行首次投料；
[0008] 2)攝像頭拍攝投料后魚類攝食的畫面，并將其傳輸至服務器；
[0009] 3)服務器對接收的畫面進行預處理，提取當前畫面在色彩模型HSV中的V分量畫 面，并將其傳輸至DSP;
[0010] 4)DSP對V分量畫面進行"擁擠度"分析，具體如下：
[0011] ①新建空白圖像f;
[0012] ②對V分量畫面逐像素進行旋轉不變LBP8,2算子處理，并用處理后的值取代當前 相應像素灰度值，得到當前幀對應的LBP圖；
[0013] ③用大小為mXm的窗口在LBP圖上逐像素點滑動，其中m為像素點數(shù)，7<m < 21，且m為奇數(shù)，統(tǒng)計并記錄窗口中心點滑過每一像素點時該對應窗口內的LBP直方圖 HtestS
[0014]④設當前mXm窗口的中心點坐標為（X，y)，則計算此點在該窗口內的LBP直方圖
【主權項】
1. 一種基于圖像處理技術的智能投餌裝置，其特征在于包括循環(huán)水養(yǎng)殖池（1)、服務 器（2)、DSP(3)、投餌器（5)、用于控制投餌器投料的控制芯片（6)和安裝于循環(huán)水養(yǎng)殖池 (1)正上方的攝像頭（4);投餌器（5)固定于攝像頭⑷上方，投餌器（5)的出料口朝向循 環(huán)水養(yǎng)殖池（1)，攝像頭（4)與服務器（2)的輸入端連接，服務器（2)的輸出端與DSP(3)的 輸入端相連，DSP(3)的輸出端與控制芯片（6)的輸入端連接，控制芯片（6)的輸出端與投 餌器（5)的投料開關連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基于圖像處理技術的智能投餌裝置，其特征在于所述的控制 芯片（6)為單片機。
3. 應用如權利要求1所述的基于圖像處理技術的智能投餌裝置的方法，其特征是包括 如下步驟： 1) 設定投餌器單次投料量為固定值，通過控制芯片（6)控制投餌器的投料開關開啟及 閉合，進行首次投料； 2) 攝像頭（4)拍攝投料后魚類攝食的畫面，并將其傳輸至服務器（2); 3) 服務器（2)對接收的畫面進行預處理，提取當前畫面在色彩模型HSV中的V分量畫 面，并將其傳輸至DSP(3); 4. DSP(3)對V分量畫面進行"擁擠度"分析，具體如下： ① 新建空白圖像f; ② 對V分量畫面逐像素進行旋轉不變LBP8,2算子處理，并用處理后的值取代當前相應 像素灰度值，得到當前幀對應的LBP圖； ③ 用大小為mXm的窗口在LBP圖上逐像素點滑動，其中m為像素點數(shù)，7 <m< 21，且 m為奇數(shù)，統(tǒng)計并記錄窗口中心點滑過每一像素點時該對應窗口內的LBP直方圖Htest; ④ 設當前mXm窗口的中心點坐標為（X，y)，則計算此點在該窗口內的LBP直方圖之和：
式中int表示取整，k為增益系數(shù)，i表示②中對V分量畫面逐像素 進行旋轉不變LBP8,2算子處理后得到的LBP直方圖中可能出現(xiàn)的數(shù)值種類數(shù)； ⑤ 將④中得出的各點的LBP直方圖之和賦值給①中空白圖像f中相應的點，使f(x，y) =1^〇^，7)，得到圖像€; ⑥ 利用無邊界主動輪廓模型分割出圖像f?中的最大面積塊，并計算出分割區(qū)域內的像 素點數(shù)a; ⑦ 利用二值圖像連通域算法分割出圖像f中連通域個數(shù)b; ⑧ 當a大于預先設定的面積像素閾值c，且b小于預先設定的連通域閾值d時，則判別 當前V分量畫面"擁擠"，DSP(3)將信號輸出給控制芯片（6)，控制芯片（6)控制投餌器（5) 投料開關開啟，向循環(huán)水養(yǎng)殖池（1)中進行再一次投料；當a<c或b多d時，則判別當前 V分量畫面"不擁擠"，DSP(3)將信號輸出給控制芯片（6)，控制芯片（6)控制投餌器（5)投 料開關閉合，無需進行投料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于圖像處理技術的智能投餌裝置，該裝置包括循環(huán)水養(yǎng)殖池、服務器、DSP、投餌器、用于控制投餌器投料的控制芯片和安裝于循環(huán)水養(yǎng)殖池正上方的攝像頭；采用該裝置進行智能投餌的方法主要是采用DSP控制投餌器投餌，具體為攝像頭將魚類進食時的畫面實時傳輸至服務器，服務器對視頻畫面進行預處理，繼而DSP對預處理后的視頻進行魚類進食時的“擁擠度”分析，從而決斷投餌器是否投餌。采用本發(fā)明的裝置進行投餌時工序簡單，快捷高效，且可良好地實現(xiàn)餌料的合理化投喂，使得水體中殘留餌料量減少，有利于保證養(yǎng)殖水體質量及魚類良好生長。
【IPC分類】A01K61-02, G06T7-00
【公開號】CN104542411
【申請?zhí)枴緾N201410795965
【發(fā)明人】葉章穎, 趙建, 裴洛偉, 高薇珊, 王朔, 朱松明, 盧煥達
【申請人】浙江大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月19日