基于椭圆拟合的猪行走姿态识别方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102521563A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102521563A(43)申请公布日2012.06.27(21)申请号201110368912.0(22)申请日2011.11.19(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市学府路301号(72)发明人朱伟兴何亚旗李新城马长华(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人卢亚丽(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)G06K9/46(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书66页页附图附图44页(54)发明名称基于椭圆拟合的猪行走姿态识别方法(57)摘要一种基于椭圆拟合的猪行走姿态识别方法，其特征在于包括以下步骤：步骤（一）采用背景差分法获得清晰的目标对象猪的轮廓的方法；步骤（二）利用椭圆拟合确定猪体轮廓各部位特征参数；步骤（三）基于支持向量机的猪行走姿态分类器，从而实现对正常站立，低头站立和躺卧等不同的姿态进行分类。CN102563ACN102521563A权利要求书1/1页1.基于椭圆拟合的猪行走姿态识别方法，其特征在于包括以下步骤：步骤（一）采用背景差分法获得清晰的目标对象猪的轮廓的方法；步骤（二）利用椭圆拟合确定猪体轮廓各部位特征参数；步骤（三）基于支持向量机的猪行走姿态分类器，从而实现对正常站立，低头站立和躺卧等不同的姿态进行分类。2.根据权利要求1所述的基于椭圆拟合的猪行走姿态识别方法，其特征在于所述步骤（一）包括以下步骤：步骤（1）利用背景差分法检测出图像中的目标猪，提取出目标猪的轮廓；步骤（2）使用形态学处理方法对提取出的轮廓进行形态学处理，分别去除猪体中的突刺和填充图像中的空洞；步骤（3）利用边缘检测算子提取出图像中猪的边缘轮廓。3.根据权利要求1所述的基于椭圆拟合的猪行走姿态识别方法，其特征在于所述步骤（二）中的利用椭圆拟合确定猪体轮廓各部位特征参数方法的特征为对图像中的猪体轮廓各部分进行椭圆拟合并建立坐标系，拟合后的猪体是由很多个椭圆构成，通过椭圆的大小分别确定猪体的4个部分所拟合的椭圆，然后通过代表头部，躯干，前肢和后肢的椭圆在坐标系的位置确定猪体轮廓各部位特征参数。4.根据权利要求1所述的基于椭圆拟合的猪行走姿态识别方法，其特征在于所述步骤（三）中的基于支持向量机的猪行走姿态分类器的特征为采用支持向量机(SVM)设计猪行走姿态分类器，以椭圆拟合确定的猪体轮廓各部位特征参数作为分类器的输入，实现对猪的正常站立（行走），低头站立（行走）和俯卧等姿态的识别。2CN102521563A说明书1/6页基于椭圆拟合的猪行走姿态识别方法技术领域[0001]本发明属于图像处理和机器视觉技术。具体还涉及椭圆拟合和动物行为识别与分类技术。背景技术[0002]视频和图像是客观事物生动直观的描述。进入二十一世纪后，数字化和网络化的步伐逐步加快，视频监控系统以直观性和实时性的优点而倍受青睐，并已经应用于许多方面，包括政府机关、电力电信、监狱、军队、银行、金库、超市、商场、宾馆、小区、学校、办公楼等。[0003]随着生活水平的提高，人们对食品要求的焦点从数量增长逐渐转向了数量和质量同步增长。猪肉类食品在人们生活中已是一种不可缺少的食品，因此，猪肉类产品的质量提高已经和产量增加同样重要，也就是说不仅要关注生产产量，而且要关注产品的整个生长过程。为此，猪的行为的研究越来越受到关注。[0004]猪的行为通常采用人工观察和手工记录。利用人工观察和手工记录，一方面观察人员劳动强度大，且工作环境差，长时间在猪舍中观察将严重影响工作人员的健康；另一方面由于仅靠人工观察，因人手紧、成本高以及人的疲劳和认知程度等因素会导致信息不准和疏漏等现象发生，所以，寻找更方便、精确和可靠的自动检测方法成了迫切需要。[0005]猪体是一个有机的整体，其体形外貌不仅是躯体结构的外部表现也是其内部组织器官及生长发育、生理机能、行为状况的体现，因此，可以通过获得猪体的形体参数信息用来了解猪的行为和生理状况。[0006]本发明利用椭圆来构建猪体模型，利用椭圆拟合算法，实现对猪行为姿态的识别，这对了解和改善猪的生长环境和条件，改善猪的福利，提高猪产品质量具有重要意义。[0007]该方法从连续的视频图像中提取出运动目标(猪)，对提取出的猪进行跟踪，并对其行为进行描述和理解。具体地说，根据猪身体各个部位的相对位置及其运动等行为特征，利用形态学、计算机视觉技术和定量分析方法，计算出描述猪行为的体态参数，构建相应的模型，实现对猪的行走姿态识别。发明内容[0008]本发明主要包括几何图形建模和椭圆拟合算法。首先采用背景差分法对猪圈内的目标猪进行边缘检测，得到猪的轮廓，利用形态学方法对猪的轮廓图像进行预处理，去除轮廓中的噪声，然