CN104823891A - 一种自动区分刺鳅雌雄的鉴别方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动区分刺鳅雌雄的鉴别装置以及自动区分刺鳅雌雄的鉴别方法，鉴别装置包括圆柱形的养殖水箱、鉴定管、Y型分流管和智能主机，养殖水箱的底部垂直固定有不止一个的导流管，导流管汇聚之后与鉴定管连接，鉴定管与Y型分流管连接，鉴定管与导流管的连接处设置有进口阀门，鉴定管与Y型分流管的连接处设置有出口阀门，鉴定管外固定有图像扫描识别器，进口阀门、出口阀门和图像扫描识别器都与智能主机电连接。本发明结构紧凑、新颖，针对不同性别的刺鳅臀鳍有无成行排列的块状斑的差异，通过图像扫描识别该块状斑来鉴定刺鳅的雌雄，并进行分流养殖，全程自动进行，大大节省了人力，同时提升了效率，确保了正确性，效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动区分刺鳅雌雄的鉴别装置和一种自动区分刺鳅雌雄的鉴别方法，属于水产养殖辅助设备领域。
背景技术
刺鳅具有很高的营养价值，随着人们对刺鳅食用需求的增大，刺鳅的人工养殖越来越普遍，而区分刺鳅的雌雄性别在刺鳅养殖中有着非常重要的作用。雌性刺鳅的臀鳍下叶有成行排列的块状斑，而雄性刺鳅没有，故采用这一特征能有效地分别刺鳅的雌雄，然而现有的手段是通过人工抓取刺鳅一尾尾地进行分辨，这种方法既缺乏效率，又浪费人力，同时还不能保证正确率，效果较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种基于雌雄刺鳅臀鳍花纹不同的原理，通过图像扫描识别器来进行区分刺鳅雌雄的自动区分刺鳅雌雄的鉴别装置。还提供了一种能够自动区分刺鳅雌雄的鉴别方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该自动区分刺鳅雌雄的鉴别方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将需要辨别的刺鳅导入透明容器中；
（2）将刺鳅的身体完全暴露在图像扫描识别器内，设置背景为纯白色，进行转动并扫描，确保在扫描过程中刺鳅的身体是直线状；
（3）将刺鳅的立体数据进行格式化，然后依次取一像素，对相邻像素的颜色RGB值取一阶差分，将一阶差分数值进行存储，然后在将一阶差分数值取二阶差分，将二阶差分数据存储；
（4）将格式化的刺鳅立体数据进行展开在长方形的图内，且保证刺鳅不被切开，然后在图中心取第一起始点，取最小的二阶差分的点，然后再依次取最小二阶差分的点，直到遇到白色的点位置，然后计算这些点的离散度；
（6）预先设定一离散值，当计算的离散值小于该预定值则判定为雌刺鳅，反之则为雄刺鳅，因为雌刺鳅臀鳍下叶有一行明显的分离块状斑，而雄刺鳅臀鳍下叶无明显的块状斑。
作为优选，本发明雌刺鳅的右侧示臀鳍下叶呈行排列的块状斑，而雄刺鳅右侧示臀鳍下叶无块状斑。
自动区分刺鳅雌雄的鉴别装置包括圆柱形的养殖水箱、鉴定管、Y型分流管和智能主机，养殖水箱的底部垂直固定有不止一个的导流管，导流管汇聚之后与鉴定管连接，鉴定管与Y型分流管连接，鉴定管与导流管的连接处设置有进口阀门，鉴定管与Y型分流管的连接处设置有出口阀门，鉴定管设置有图像扫描识别器，进口阀门、出口阀门和图像扫描识别器都与智能主机电连接，通过鉴定管与图像扫描识别器来识别雌雄刺鳅尾部的不同花纹，再由智能主机进行区分，全自动进行，节约人力，高效低耗。
作为优选，导流管的截面为直径3cm的圆形，利用刺鳅喜好钻洞的习性，使刺鳅自主钻入导流管中，该直径地导流管只够容纳一尾刺鳅，避免刺鳅发生拥挤而卡死在导流管中。
作为优选，导流管有5个，使刺鳅能源源不断并有序地从导流管进入鉴定管，防止刺鳅进入太慢而影响工作效率，同时也避免了一次性进入太多刺鳅而引起卡死现象，5个导流管能使刺鳅的进入速度与装置的处理速度最佳匹配。
作为优选，鉴定管的截面为椭圆形，椭圆形的长轴为3cm，椭圆形的短轴为1.5cm，可容纳一只刺鳅通过，避免拥挤卡死，根据刺鳅椭圆形的身形，采用椭圆形结构，可防止刺鳅翻滚，便于将刺鳅的臀鳍暴露在图像扫描识别器下。
作为优选，鉴定管和Y型分流管都与水平面呈20°角，使刺鳅能借助重力向下滑动，20°的倾斜角下刺鳅滑出鉴定管的时间与装置的处理速度最佳匹配。
作为优选，Y型分流管的分流处设置有电动铰链门，电动铰链门与智能主机电连接，根据智能主机的雌雄判定结果来调节电动铰链门的开合方向，对雌雄刺鳅进行分流。
作为优选，Y型分流管的两个支路分别与雄性水箱和雌性水箱连接，便于对不同性别的刺鳅进行分开养殖，避免了刺鳅再次混合而影响工作效率。
作为优选，Y型分流管的两个支路分别与雄性水箱和雌性水箱的连接处都设置有计数感应器，便于计数雌雄刺鳅各自的数量，便于养殖者进行统计计算。
作为优选，进口阀门设置有进口红外感应器，当感应到一尾刺鳅完全通过时，把信息传递给进口阀门的开关，进口阀门的开关启动，关闭进口阀门，确保进入鉴定管的刺鳅只有一条，避免影响鉴定结果。
作为优选，出口阀门设置有出口红外感应器，当感应到一尾刺鳅完全通过时，把信息传递给出口阀门的开关，出口阀门的开关启动，关闭出口阀门，确保鉴定完成后的刺鳅进入Y型分流管，同时防止未鉴定的刺鳅通过。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明结构紧凑、新颖，针对不同性别的刺鳅臀鳍有无成行排列的块状斑的差异，通过图像扫描识别该块状斑来鉴定刺鳅的雌雄，并进行分流养殖，全程自动进行，大大节省了人力，同时提升了效率，确保了正确性，效果显著。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
标号说明：1－养殖水箱，2－导流管，3－鉴定管，4－Y型分流管，5－进口阀门，6－出口阀门，7－图像扫描识别器，8－智能主机，9－电动铰链门，10－雄性水箱，11－雌性水箱，12－计数感应器。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示，本实施例中的自动区分刺鳅雌雄的鉴别方包括以下步骤：（1）将需要辨别的刺鳅导入透明容器中；（2）将刺鳅的身体完全暴露在图像扫描识别器内，设置背景为纯白色，进行转动并扫描，确保在扫描过程中刺鳅的身体是直线状；（3）将刺鳅的立体数据进行格式化，然后依次取一像素，对相邻像素的颜色RGB值取一阶差分，将一阶差分数值进行存储，然后在将一阶差分数值取二阶差分，将二阶差分数据存储；（4）将格式化的刺鳅立体数据进行展开在长方形的图内，且保证刺鳅不被切开，然后在图中心取第一起始点，取最小的二阶差分的点，然后再依次取最小二阶差分的点，直到遇到白色的点位置，然后计算这些点的离散度；（6）预先设定一离散值，当计算的离散值小于该预定值则判定为雌刺鳅，反之则为雄刺鳅，因为雌刺鳅臀鳍下叶有一行明显的分离块状斑，而雄刺鳅臀鳍下叶无明显的块状斑。雌刺鳅的右侧示臀鳍下叶呈行排列的块状斑，而雄刺鳅右侧示臀鳍下叶无块状斑。
本实施例中，首先将刺鳅导入透明容器中，透明容器为圆柱状结构，能够完全卡住刺鳅，使其能够保持直线状态。然后转动圆柱状结构的容器，通过图像扫描识别器进行扫描，图像扫描识别器为光学扫描，转动360度之后，然后将扫描扫描信息进行存储，然后将立体数据进行格式化形成图片，存储为点矩阵，举例3乘以3的矩阵，
{ A（15，15，15），B（25，25，25），C（45，45，45）；D（75，75，75），E（255，255，255），F（115，115，115）；G（165，165，165），H（170，170，170），I（180，180，180）}此数据为RGB数据。本发明中，这些数据可以用符号表示，比如A(RA,GB,RG)。
本实施例选取中间像素点E（255，255，255），一阶差分数据为：
|E（255，255，255）- A（15，15，15）|=A的一阶差分为（240，240，240）
|E（255，255，255）- B（25，25，25）|= B的一阶差分为（230，230，230）
|E（255，255，255）- C（45，45，45）|= C的一阶差分为（210，210，210）
|E（255，255，255）- D（75，75，75）|=D的一阶差分为（180，180，180）
|E（255，255，255）- F（115，115，115）|=F的一阶差分为（140，140,140）
|E（255，255，255）- G（165，165，165）|=G的一阶差分为（90，90，90）
|E（255，255，255）- H（170，170，170）|=H的一阶差分为（85，85，85）
|E（255，255，255）- I（180，180，180）|=I的一阶差分为（75，75，75）
二阶差分数据为：
A到B的二阶差分为：|（240，240，240）-（230，230，230）|=（10,10,10）
RGB求和，10+10+10=30
B到C的二阶差分为：|（230，230，230）-（210，210，210）|=（20,20,20）
RGB求和，20+20+20=60
C到D的二阶差分为：|（210，210，210）-（180，180，180）|=（30,30,30）
RGB求和，30+30+30=90
D到F的二阶差分为：|（180，180，180）-（140，140,140）|=（40,40,40）
RGB求和，40+40+40=120
F到G的二阶差分为：|（140，140,140）-（90，90，90）|=（50,50,50）
RGB求和，50+50+50=150
G到H的二阶差分为：|（90，90，90）-（85，85，85）|=（5,5,5）
RGB求和，5+5+5=15
H到I的二阶差分为：|（85，85，85）-（75，75，75）|=（10,10,10）
RGB求和，10+10+10=30
I到A的二阶差分为：|（75，75，75）-（240，240，240）|=（165，165，165）
RGB求和，165+165+165=495
所以
A点的二阶差分数据为：A到B的二阶差分30+ I到A的二阶差分为495=525
B点的二阶差分数据为：A到B的二阶差分30+B到C的二阶差分60=90
C点的二阶差分数据为：B到C的二阶差分60+C到D的二阶差分90=150
D点的二阶差分数据为：C到D的二阶差分90=D到F的二阶差分120=210
F点的二阶差分数据为：D到F的二阶差分120+F到G的二阶差分150=270
G点的二阶差分数据为：F到G的二阶差分150+G到H的二阶差分15=165
H点的二阶差分数据为：G到H的二阶差分15+H到I的二阶差分30=45
I点的二阶差分数据为：H到I的二阶差分30+I到A的二阶差分495=525
所以二阶差分最小的点为H点。
然后对H点进行同样的操作，如果H点为白点，则终止。当然，E点已近是选中的点，所以对H点进行相同操作的时候，下一个点如果是A点，则忽略A点，选择二阶差分第二最小点。
本实施例中差分数据都取绝度值，一阶差分和二阶差分都做绝对值处理。
选取的这些点设为（X1，X2.....XN）
本发明中离散度通过标准差体现。
本实施例的自动区分刺鳅雌雄的鉴别装置包括圆柱形的养殖水箱1、鉴定管3、Y型分流管4和智能主机8，养殖水箱1的底部垂直固定有不止一个的导流管2，导流管2汇聚之后与鉴定管3连接，鉴定管3与Y型分流管4连接，鉴定管3与导流管2的连接处设置有进口阀门5，鉴定管3与Y型分流管4的连接处设置有出口阀门6，鉴定管3设置有图像扫描识别器7，进口阀门5、出口阀门6和图像扫描识别器7都与智能主机8电连接，通过鉴定管3与图像扫描识别器7来识别雌雄刺鳅尾部的不同花纹，再由智能主机8进行区分，全自动进行，节约人力，高效低耗。
导流管2的截面为直径3cm的圆形，利用刺鳅喜好钻洞的习性，使刺鳅自主钻入导流管2中，该直径地导流管2只够容纳一尾刺鳅，避免刺鳅发生拥挤而卡死在导流管2中。
导流管2有5个，使刺鳅能源源不断并有序地从导流管2进入鉴定管3，防止刺鳅进入太慢而影响工作效率，同时也避免了一次性进入大多刺鳅而引起卡死现象，5个导流管2能使刺鳅的进入速度与装置的处理速度最佳匹配。
鉴定管3的截面为椭圆形，椭圆形的长轴为3cm，椭圆形的短轴为1.5cm，可容纳一只刺鳅通过，避免拥挤卡死，据刺鳅椭圆形的身形，采用椭圆形结构，可防止刺鳅翻滚，便于将刺鳅的臀鳍暴露在图像扫描识别器7下。
鉴定管3和Y型分流管4都与水平面呈20°角，使刺鳅能借助重力向下滑动，20°的倾斜角下刺鳅滑出鉴定管3的时间与装置的处理速度最佳匹配。
Y型分流管4的分流处设置有电动铰链门9，电动铰链门9与智能主机8电连接，根据智能主机8的雌雄判定结果来调节电动铰链门9的开合方向，对雌雄刺鳅进行分流。
Y型分流管4的两个支路分别与雄性水箱10和雌性水箱11连接，便于对不同性别的刺鳅进行分开养殖，避免了刺鳅再次混合而影响工作效率。
Y型分流管4的两个支路分别与雄性水箱10和雌性水箱11的连接处都设置有计数感应器12，便于计数雌雄刺鳅各自的数量，便于养殖者进行统计计算。
进口阀门5设置有进口红外感应器，当感应到一尾刺鳅完全通过时，把信息传递给进口阀门5的开关，进口阀门5的开关启动，关闭进口阀门5，确保进入鉴定管3的刺鳅只有一条，避免影响鉴定结果。
出口阀门6设置有出口红外感应器，当感应到一尾刺鳅完全通过时，把信息传递给出口阀门6的开关，出口阀门6的开关启动，关闭出口阀门6，确保鉴定完成后的刺鳅进入Y型分流管4，同时防止未鉴定的刺鳅通过。
采用上述结构，先将刺鳅放入养殖水箱1，刺鳅从导流管2依次通过进口阀门5进入鉴定管3，当进口红外感应器感应到一尾刺鳅完全通过时，关闭进口阀门5，同时把信息传递给智能主机8，智能主机8开启图像扫描识别器7进行图像扫描，当在刺鳅的臀鳍下叶扫描到成行排列的块状斑时，则智能主机8将该刺鳅判定为雌性，同时打开出口阀门6，并将Y型分流管4上的电动铰链门调节成开启通往雌性水箱11的通路，关闭通往雄性水箱10的通路，然后刺鳅可以顺着Y型分流管4进入雌性水箱11，当出口红外感应器感应到该刺鳅完全通过出口阀门6时，关闭出口阀门6，并将信息传递给智能主机8，智能主机8开启进口阀门5进行下一次的扫描操作，如此循环。若刺鳅的臀鳍下叶扫描不到成行排列的块状斑时，则智能主机8将该刺鳅判定为雄性，并将此雄刺鳅导入雄性水箱10中。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种自动区分刺鳅雌雄的鉴别方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将需要辨别的刺鳅导入透明容器中；
（2）将刺鳅的身体完全暴露在图像扫描识别器内，设置背景为纯白色，进行转动并扫描，确保在扫描过程中刺鳅的身体是直线状；
（3）将刺鳅的立体数据进行格式化，然后依次取一像素，对相邻像素的颜色RGB值取一阶差分，将一阶差分数值进行存储，然后在将一阶差分数值取二阶差分，将二阶差分数据存储；
（4）将格式化的刺鳅立体数据进行展开在长方形的图内，且保证刺鳅不被切开，然后在图中心取第一起始点，取最小的二阶差分的点，然后再依次取最小二阶差分的点，直到遇到白色的点位置，然后计算这些点的离散度；
（6）预先设定一离散值，当计算的离散值小于该预定值则判定为雌刺鳅，反之则为雄刺鳅，因为雌刺鳅臀鳍下叶有一行明显的分离块状斑，而雄刺鳅臀鳍下叶无明显的块状斑。
2.根据权利要求1所述的自动区分刺鳅雌雄的鉴别方法，其特征在于：雌刺鳅的右侧示臀鳍下叶呈行排列的块状斑，而雄刺鳅右侧示臀鳍下叶无块状斑。
3.根据权利要求1所述的自动区分刺鳅雌雄的鉴别装置，其特征在于：包括圆柱形的养殖水箱、鉴定管、Y型分流管和智能主机，所述养殖水箱的底部垂直固定有不止一个的导流管，所述导流管汇聚之后与所述鉴定管连接，所述鉴定管与所述Y型分流管连接，所述鉴定管与所述导流管的连接处设置有进口阀门，所述鉴定管与所述Y型分流管的连接处设置有出口阀门，所述鉴定管外固定有图像扫描识别器，所述进口阀门、出口阀门和图像扫描识别器都与所述智能主机电连接。
4.根据权利要求3所述的自动区分刺鳅雌雄的鉴别装置，其特征在于：所述导流管的截面为直径3cm的圆形。
5.根据权利要求4所述的自动区分刺鳅雌雄的鉴别装置，其特征在于：所述导流管有5个。
6.根据权利要求3所述的自动区分刺鳅雌雄的鉴别装置，其特征在于：所述鉴定管的截面为椭圆形，所述椭圆形的长轴为3cm，所述椭圆形的短轴为1.5cm。
7.根据权利要求3所述的自动区分刺鳅雌雄的鉴别装置，其特征在于：所述鉴定管和所述Y型分流管都与水平面呈20°角。
8.根据权利要求3所述的自动区分刺鳅雌雄的鉴别装置，其特征在于：所述Y型分流管的分流处设置有电动铰链门，所述电动铰链门与所述智能主机电连接。
9.根据权利要求3所述的自动区分刺鳅雌雄的鉴别装置，其特征在于：所述Y型分流管的两个支路分别与雄性水箱和雌性水箱连接。
10.根据权利要求3所述的自动区分刺鳅雌雄的鉴别装置，其特征在于：所述连接处都设置有计数感应器，所述进口阀门设置有进口红外感应器，所述出口阀门设置有出口红外感应器。
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