[发明专利]基于脊线提取的鲟鱼快速统计方法

权利要求书

1.一种基于脊线提取的鲟鱼快速统计方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤(1)、在养殖有鲟鱼的鱼池上部设置图像采集装置，获取包含整个鱼池的图像；

步骤(2)、根据步骤(1)获取的图像，计算出鲟鱼脊线的平均长度：在步骤(1)中采集的图像中圈定出N₁条独立无黏连的鲟鱼，然后滤除上述N₁条独立无黏连的鲟鱼之外的其他信息，得到第一图像，再对第一图像进行二值化处理，得到第二图像，根据第二图像计算出N₁条独立无黏连的鲟鱼脊线的平均长度；其中，N₁为正整数，N₁≥3；

步骤(3)、对步骤(1)获取的图像进行预处理：在步骤(1)获取的图像中圈定出全部鲟鱼存在的有效区域，然后滤去无关的场景信息，得到第三图像；

步骤(4)、对第三图像进行二值化处理，得到第四图像；

步骤(5)、对第四图像进行细化处理得到第五图像；

步骤(6)、在第五图像中设置搜索区域，对每个搜索区域内出现断连的脊线进行重连，得到鲟鱼脊线图；

步骤(7)、根据第四图像获取多个不同的连通域，统计步骤(6)中鲟鱼脊线图相对应位置的每个连通域内的鲟鱼脊线长度，并计算出不同连通域内的鲟鱼总数，从而得到整个鱼池内的鲟鱼总数，其中计算公式为：

其中N为整个鱼池内的鲟鱼总数，n为连通域的个数，其中n为正整数，n≥3，round()为四舍五入函数，l_i为第i个连通域的鲟鱼脊线长度，l_avg为鲟鱼脊线的平均长度；

步骤(8)、多次采集同一鱼池的图像，重复步骤(2)～步骤(7)，并计算出鱼池内鲟鱼总数的均值，作为最后的鲟鱼总数。

2.根据权利要求1所述的基于脊线提取的鲟鱼快速统计方法，其特征在于：所述步骤(1)中在对鱼池图像进行采集前先将鱼池底部铺设白色背景，并将鱼池水位降至能露出鲟鱼的脊背。

3.根据权利要求1所述的基于脊线提取的鲟鱼快速统计方法，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(4)中的二值化处理采用大津法。

4.根据权利要求3所述的基于脊线提取的鲟鱼快速统计方法，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(4)中第一图像和第三图像通过二值化处理之后，再根据手动微调阈值分别得到第二图像和第四图像；其中，第二图像和第四图像中的背景为黑色像素点，鲟鱼为白色像素点。

5.根据权利要求1所述的基于脊线提取的鲟鱼快速统计方法，其特征在于：所述步骤(6)中对每个搜索区域内出现断连的脊线进行重连的具体步骤为：

步骤(6-1)、搜索第五图像中的非零点：遍历第五图像，如果当前像素点P的像素值为非零，则转入步骤(6-2)；反之，则继续搜索；

步骤(6-2)、搜索第五图像中的端点：如果当前像素点P的八邻域范围内有且只有一个非零像素点，则当前像素点P为端点，转入步骤(6-3)；反之，则跳转到步骤(6-1)；

步骤(6-3)、搜索第五图像中的重连点：如果同时满足以下三个条件时，则目标像素点D为重连点，则使用线性方法连接当前像素点P和目标像素点D；反之，则跳转到步骤(6-1)；

(1)、目标像素点D的像素值为非零；

(2)、以当前像素点P为中心，目标像素点D处于R×R的搜索区域内；

(3)、目标像素点D在最终的腐蚀计数图中相对应位置处的数值大于腐蚀次数的阈值T，其中腐蚀次数的阈值T为预设值。

6.根据权利要求5所述的基于脊线提取的鲟鱼快速统计方法，其特征在于：所述获取最终的腐蚀计数图的具体步骤为：

步骤a、获取与第四图像相同大小的灰度图像，作为初始腐蚀计数图，其中搜索第四图像中的非零像素点，将初始腐蚀计数图内与第四图像中的非零像素点相对应位置的数值置为1，其他位置的数值置为0：

步骤b、使用腐蚀算子对第四图像进行首次腐蚀，获取一次腐蚀之后的二值图，其中腐蚀算子为：

0	1	0
1	1	1
0	1	0

搜索一次腐蚀之后的二值图中的非零像素点，在步骤a中获取的初始腐蚀计数图相对应的位置上的数值加1，其他位置的数值保持不变，得到一次腐蚀计数图；

步骤c、按照步骤b相同的方式，再次使用腐蚀算子对N次腐蚀之后的二值图进行腐蚀，获取N+1次腐蚀之后的二值图，其中腐蚀算子为：

0	1	0
1	1	1
0	1	0

在通过步骤b获取的N次腐蚀计数图相对应的位置上的数值加1，其他位置的数值保持不变，得到N+1次腐蚀计数图，其中N为大于等于2的自然数，N的初始值为1；

步骤d、将N的值加1后再次执行步骤c；

步骤e、反复执行步骤d，直到N+1次腐蚀之后的二值图中无非零像素点为至，将此次获得的N+1次腐蚀计数图作为最终的腐蚀计数图。