一种基于图像处理技术的智能投饵装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于工厂化循环水智能养殖领域，具体涉及一种基于图像处理技术的智能 投饵装置及方法。
【背景技术】
[0002] 目前工厂化循环水养殖体系中运用于抢食性鱼类养殖的投饵方法主要包括人工 投饵和定时自动投饵；人工投饵费时费力，成本过高；定时自动投饵虽能有效降低人工成 本，但投喂量仍需要人工预先设定，且很容易造成投喂饵料过剩或不足，进而影响鱼类的生 长。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种能有效降低人工成本并解决投喂饵料过剩或不足问题 的基于图像处理技术的智能投饵装置及方法。
[0004] 本发明的基于图像处理技术的智能投喂装置，包括循环水养殖池、服务器、DSP(数 字信号处理器）、投饵器、用于控制投饵器投料的控制芯片和安装于循环水养殖池正上方的 摄像头；投饵器固定于摄像头上方，投饵器的出料口朝向循环水养殖池，摄像头与服务器的 输入端连接，服务器的输出端与DSP的输入端相连，DSP的输出端与控制芯片的输入端连 接，控制芯片的输出端与投饵器的投料开关连接。
[0005] 上述技术方案中，所述的控制芯片为单片机。
[0006] 应用上述的基于图像处理技术的智能投饵装置的方法，包括如下步骤：
[0007] 1)设定投饵器单次投料量为固定值，通过控制芯片控制投饵器的投料开关开启及 闭合，进行首次投料；
[0008] 2)摄像头拍摄投料后鱼类摄食的画面，并将其传输至服务器；
[0009] 3)服务器对接收的画面进行预处理，提取当前画面在色彩模型HSV中的V分量画 面，并将其传输至DSP;
[0010] 4)DSP对V分量画面进行"拥挤度"分析，具体如下：
[0011] ①新建空白图像f;
[0012] ②对V分量画面逐像素进行旋转不变LBP8,2算子处理，并用处理后的值取代当前 相应像素灰度值，得到当前帧对应的LBP图；
[0013] ③用大小为mXm的窗口在LBP图上逐像素点滑动，其中m为像素点数，7<m < 21，且m为奇数，统计并记录窗口中心点滑过每一像素点时该对应窗口内的LBP直方图 HtestS
[0014]④设当前mXm窗口的中心点坐标为（X，y)，则计算此点在该窗口内的LBP直方图
【主权项】
1. 一种基于图像处理技术的智能投饵装置，其特征在于包括循环水养殖池（1)、服务 器（2)、DSP(3)、投饵器（5)、用于控制投饵器投料的控制芯片（6)和安装于循环水养殖池 (1)正上方的摄像头（4);投饵器（5)固定于摄像头⑷上方，投饵器（5)的出料口朝向循 环水养殖池（1)，摄像头（4)与服务器（2)的输入端连接，服务器（2)的输出端与DSP(3)的 输入端相连，DSP(3)的输出端与控制芯片（6)的输入端连接，控制芯片（6)的输出端与投 饵器（5)的投料开关连接。
2. 根据权利要求1所述的基于图像处理技术的智能投饵装置，其特征在于所述的控制 芯片（6)为单片机。
3. 应用如权利要求1所述的基于图像处理技术的智能投饵装置的方法，其特征是包括 如下步骤： 1) 设定投饵器单次投料量为固定值，通过控制芯片（6)控制投饵器的投料开关开启及 闭合，进行首次投料； 2) 摄像头（4)拍摄投料后鱼类摄食的画面，并将其传输至服务器（2); 3) 服务器（2)对接收的画面进行预处理，提取当前画面在色彩模型HSV中的V分量画 面，并将其传输至DSP(3); 4. DSP(3)对V分量画面进行"拥挤度"分析，具体如下： ① 新建空白图像f; ② 对V分量画面逐像素进行旋转不变LBP8,2算子处理，并用处理后的值取代当前相应 像素灰度值，得到当前帧对应的LBP图； ③ 用大小为mXm的窗口在LBP图上逐像素点滑动，其中m为像素点数，7 <m< 21，且 m为奇数，统计并记录窗口中心点滑过每一像素点时该对应窗口内的LBP直方图Htest; ④ 设当前mXm窗口的中心点坐标为（X，y)，则计算此点在该窗口内的LBP直方图之和：
式中int表示取整，k为增益系数，i表示②中对V分量画面逐像素 进行旋转不变LBP8,2算子处理后得到的LBP直方图中可能出现的数值种类数； ⑤ 将④中得出的各点的LBP直方图之和赋值给①中空白图像f中相应的点，使f(x，y) =1^〇^，7)，得到图像€; ⑥ 利用无边界主动轮廓模型分割出图像f?中的最大面积块，并计算出分割区域内的像 素点数a; ⑦ 利用二值图像连通域算法分割出图像f中连通域个数b; ⑧ 当a大于预先设定的面积像素阈值c，且b小于预先设定的连通域阈值d时，则判别 当前V分量画面"拥挤"，DSP(3)将信号输出给控制芯片（6)，控制芯片（6)控制投饵器（5) 投料开关开启，向循环水养殖池（1)中进行再一次投料；当a<c或b多d时，则判别当前 V分量画面"不拥挤"，DSP(3)将信号输出给控制芯片（6)，控制芯片（6)控制投饵器（5)投 料开关闭合，无需进行投料。
【专利摘要】本发明公开了一种基于图像处理技术的智能投饵装置，该装置包括循环水养殖池、服务器、DSP、投饵器、用于控制投饵器投料的控制芯片和安装于循环水养殖池正上方的摄像头；采用该装置进行智能投饵的方法主要是采用DSP控制投饵器投饵，具体为摄像头将鱼类进食时的画面实时传输至服务器，服务器对视频画面进行预处理，继而DSP对预处理后的视频进行鱼类进食时的“拥挤度”分析，从而决断投饵器是否投饵。采用本发明的装置进行投饵时工序简单，快捷高效，且可良好地实现饵料的合理化投喂，使得水体中残留饵料量减少，有利于保证养殖水体质量及鱼类良好生长。
【IPC分类】A01K61-02, G06T7-00
【公开号】CN104542411
【申请号】CN201410795965
【发明人】叶章颖, 赵建, 裴洛伟, 高薇珊, 王朔, 朱松明, 卢焕达
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月19日