基于轮廓不变矩特征的猪行走姿态识别系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102509085A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102509085A(43)申请公布日2012.06.20(21)申请号201110369315.X(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)发明人朱伟兴李新城王勇马长华(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)G06K9/20(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55页页附图附图33页(54)发明名称基于轮廓不变矩特征的猪行走姿态识别系统和方法(57)摘要一种基于轮廓不变矩特征的猪的行走姿态识别的方法及其系统，该方法包含如下特征：利用视频图像采集系统采集猪行走姿态视频图像；综合采用背景减除法提取视频序列中的运动目标猪的轮廓；利用边界矩的不变性，提取猪行走姿态的轮廓特征；采用模板匹配分类法实现对猪行走姿态的识别。CN102598ACN102509085A权利要求书1/1页1.一种基于轮廓不变矩特征的猪的行走姿态识别系统，包括摄像机、图像采集卡和计算机；摄像头是一种基于CCD图像传感器的图像获取设备，用来获取目标图像；图像采集卡是摄像头和计算机的接口，它对模拟信号进行采样并作A/D转换成为数字信号，并把摄像机所得到的图像信息进行解码转化为能在计算机中进行存储和处理的图像数据格式；计算机是图像处理及识别的核心部分；采集到的图像由图像采集卡传送到计算机中，并由计算机根据本发明的图像处理及识别算法进行处理，实现对运动目标猪的图像的预处理、目标检测、特征提取及行走姿态的识别。2.一种基于轮廓不变矩特征的猪行走姿态识别方法，该方法包含如下特征：利用视频图像采集系统采集猪行走姿态视频图像；综合采用背景减除法提取视频序列中的运动目标猪的轮廓；利用边界矩的不变性，提取猪行走姿态的轮廓特征；采用模板匹配分类法实现对猪行走姿态的识别。3.根据权利要求2所述的一种基于轮廓不变矩特征的猪行为姿态识别方法中的猪行为姿态的轮廓特征提取的特征是：利用边界矩具有平移、旋转、尺度缩放等不变性，提取7个边界不变矩特征向量作为行走姿态的轮廓特征。4.根据权利要求2所述的一种基于轮廓不变矩特征的猪行走姿态识别方法中的采用模板匹配分类法实现对猪行走姿态的识别的特征是：分别计算待识别样本猪的轮廓特征向量与标准行为样本中猪的轮廓特征向量，并计算上述两者的特征向量的欧氏距离，经比较获得待识别样本与某一类标准样本的最小欧氏距离，实现对猪的四种行走姿态，如正常站立行走、低头站立、抬头站立、躺卧的识别。2CN102509085A说明书1/5页基于轮廓不变矩特征的猪行走姿态识别系统和方法技术领域[0001]本发明涉及图像处理和机器视觉技术，具体涉及机器视觉图像识别部分中的特征提取、模式识别技术以及动物行为分析技术。背景技术[0002]随着农业现代化的发展，农业各部门领域都朝着自动化、信息化、智能化方向稳步前进。我国是世界养猪生产和猪肉消费第一大国，近年来，随着规模养猪业的发展，猪病的流行与蔓延是制约养猪业高效高产的主要问题。在猪病产生的早期，总会出现一些异常行为，如起卧不停、行走姿态萎靡、步态疲沓和长时间躺卧等。如果能及时发现这些异常行为，果断采取隔离措施，切断病猪传染源，就可将损失降到最低程度。[0003]然而，对动物异常行为通常采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导致信息疏漏等现象发生，所以寻找更可靠、更精确、更方便的发现手段成了迫切需要。随着计算机技术的不断发展，计算机设备的价格不断下降，计算能力等性能得到了极大的提高，计算机视觉技术将会应用到各个领域。因为它融合了计算机科学、图像工程、模式识别、人工智能等先进技术，技术特征正好符合上述需要。为此，利用机器视觉代替人工观察来进行猪的行走姿态识别是一个必然趋势，这对保护养殖工人的身心健康、提高他们的工作效率具有非常重要的现实意义。[0004]计算机系统在识别目标图像时，往往希望该识别系统能具备如下重要特征：对图像平移、旋转及比例等变换具有不变性，即无论被识别的图像目标在视场中作平移、旋转、放大或缩小，都能正确识别而不发生错误。不变矩算法就是一种通过提取具有平移、旋转和比例不变性的数学特征进行图像识别的方法。它是一种以图像分布的各阶矩来描述灰度统计特性的矩描述方法。[0005]模板匹配是数字图像处理的重要组成部分之一。模板匹配法是将所要检测的物体的样本与像场中所有位置的物体进行比较，考察是否存在与模板