[发明专利]一种鱼群数量的统计方法

权利要求书

1.一种鱼群数量的统计方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1)声纳探测获取鱼群数据；

步骤2)将获取的声纳鱼群数据经预处理后得到鱼群声图序列(I₁,I₂,…I_Q)，Q为总帧数；

步骤3)取上述鱼群声图序列中的N帧图像(I₁,I₂,…I_N)建立背景模型；

步骤4)利用背景模型对每帧图像进行图像分割，获取每帧图像的前景目标并进行二值化；

步骤5)计算每帧图像的每个连通区域的前景目标的质心，并在每帧图像上进行标注；

步骤6)根据每帧图像标注的质心统计鱼群的数量。

2.根据权利要求1所述的鱼群数量的统计方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：

步骤201)将采集到的高频声纳数据按照特定存储格式读取，转换为矩形声图像；

步骤202)对每一帧图像的声波波束作线性插值预处理；在两条波束之间插出三条新的波束；

所述线性插值预处理为：

Bx=4-x4B0+x4B0′]]>

其中，B_x表示在两条波束之间插入的三条波束，x＝1,2,3，B₀和B₀'表示相邻的两条波束；

步骤203)将插值后的数据作图像显示，得到声图像序列(I₁,I₂,…I_Q)，Q为总帧数。

3.根据权利要求2所述的鱼群数量的统计方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：

步骤301)确立灰度值统计矩阵M：矩阵中的每个元素M(j,x)代表j处像素点的灰度级x，0≤x≤255出现的总次数；

步骤302)依次以第i,i＝4,5,…,N-3帧图像为基准，向前向后各选取间隔两帧图像i-3,i-1,i+1,i+3，组成五帧图像，计算出第i帧图像的每个像素点的灰度取值，以BK_i(j)确定背景像素点，由此统计并更新灰度值矩阵M；

I_i-3(j),I_i-1(j),I_i(j),I_i+1(j),I_i+3(j)分别表示第i-3,i-1,i,i+1,i+3图像帧中j处像素点的灰度值，D_i-1(j),D_i+1(j)分别表示前向差分和后向差分掩模：

Di-1(j)=1,|2*Ii(j)-Ii-1(j)-Ii-3(j)|>T0,|2*Ii(j)-Ii-1(j)-Ii-3(j)|≤T,i=4,5,...,N-3]]>

Di+1(j)=1,|Ii+3(j)+Ii+1(j)-2*Ii(j)|>T0,|Ii+3(j)+Ii+1(j)-2*Ii(j)|≤T,i=4,5,...,N-3]]>

其中，T表示阈值门限，由最大类间方差法Ostu自适应计算，用于判断像素点j处灰度值是否发生变化；

通过上述差分掩模判断连续7帧声图中在该点是前景目标点还是背景点，公式如下：

其中，若BK_i(j)＝1，即D_i-1(j)和D_i+1(j)的值都为1时，可确定该点在其间隔的图像帧中即连续7帧中都是运动的；相反，若BK_i(j)＝0则为背景像素点；

通过上述处理进行统计更新最初的灰度值统计矩阵M：

M(j,x)=M(j,x)+1,BKi(j)=0M(j,x),BKi(j)=1]]>

不断重复上述过程，直至i＝N-3；

步骤303)根据灰度值统计矩阵M判断出现频率最高的灰度值作为图像点的初始背景灰度值，从而完成背景建模：

B(j)=max0≤x≤255(M(j,x))]]>

其中，B(j)表示背景模型。