CN108709508A - 一种鱼苗尺寸测量系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种鱼苗尺寸测量系统及其方法，涉及生物测量技术领域。该鱼苗尺寸测量系统采用显微镜CCD摄像机对鱼苗进行图像采集，提高了鱼苗图像的质量，同时，通过调整双色光源的照明角度和照明亮度，使得鱼苗身体透明部分在图像中也能够清晰的显示出来，通过调整安装座的高度实际上是调整显微镜CCD摄像机的高度使得采集到的图片中鱼苗有较为合适的大小，为后续的测量提供好的目标物。该发明提供的鱼苗尺寸测量方法通过测量参照物获得一毫米的标定，然后测量获得鱼苗图片中鱼苗的实际尺寸的像素值，最后得到图片中鱼苗的实际尺寸，该方法大大提高鱼苗测量的效率及精度，尤其是针对那些身体有透明部分的鱼苗尺寸的测量效果明显。

Description

一种鱼苗尺寸测量系统及其方法
技术领域
本申请涉及生物测量技术领域，尤其涉及一种鱼苗尺寸测量系统及其方法。
背景技术
目前，对于活鱼苗的尺寸的测量一般是将鱼苗麻醉后人工通过直尺、游标卡尺等进行测量，这种手工测量的方法耗时过长，效率极低，因为需要离水进行测量，往往会压伤或者损害鱼苗，或者直接用人眼进行估测，但上述这些测量方法的误差都比较大，测量结果都不够精确。
Mustafa Man等人的专利US20080101784A1提出了一种鱼苗长度测量的方法，该方法是运用了小孔成像原理，通过目标物实际尺寸大小、目标物离摄像头距离、目标物在图片中尺寸以及相机焦距之间的比例关系进而得到鱼苗的实际体长。但对于身体有透明部位的鱼苗来说，该方法在检测鱼苗边缘和分割时仍存在一些问题。
发明内容
本申请提供了一种鱼苗尺寸测量系统及其方法，用于解决现有测量方法效率低、精度差、以及会对鱼体造成伤害的技术问题，尤其是针对身体有透明部位的鱼苗的尺寸的测量。
本申请实施例的第一方面提供一种鱼苗尺寸测量系统，包括：目标图像采集装置、照明装置以及目标图像接收处理装置，其中，所述目标图像采集装置包括显微镜CCD摄像机、固定支架，所述固定支架包括底座、架杆、安装座，所述架杆的下端设置在所述底座的上表面，且所述架杆垂直于所述底座所在的平面，所述架杆的上端设置有所述安装座，所述安装座垂直于所述架杆，所述安装座用于放置所述显微镜CCD摄像机，所述显微镜CCD摄像机与所述目标图像接收处理装置相连接，所述照明装置用于为所述图像采集装置提供照明光源。
作为一种优选的技术方案，所述照明装置为双色光源。
作为一种优选的技术方案，所述安装座可在所述架杆上移动，用于调整所述显微CCD摄像机与所述底座之间的高度。
本申请实施例第二方面提供了一种鱼苗尺寸测量方法，包括如下步骤：
利用所述目标图像采集装置采集鱼苗的图片；
所述目标图像接收处理装置接收所述图片；
所述目标图像接收处理装置根据所述图片测量鱼苗的尺寸，其具体包括：
通过对参照物的标定，得到一毫米的像素值；
定标确定鱼苗体长与体宽的像素值；
得到鱼苗实际体长与体宽。
进一步地，在所述利用所述目标图像采集装置采集鱼苗的图片之前还包括步骤：调整所述照明装置的光照强度以及照明角度，以使得鱼体清晰。
进一步地，在所述所述目标图像接收处理装置根据所述图片测量鱼苗的尺寸之后，还包括步骤：对获得的鱼苗的实际体长与体宽信息进行保存。
作为一种优选的技术方案，所述通过对参照物的标定，得到一毫米的像素值，具体方法为：
标定所述参照物，得到所述参照物的N毫米的像素值pixel，从而1毫米的像素值
进一步地，所述得到鱼苗实际体长与体宽，具体方法为：所述鱼苗体长的像素值为lengthpixel，则鱼苗的实际体长为：所述鱼苗体宽的像素值为widthpixel，则鱼苗的实际体宽为：
本申请实施例提供的鱼苗尺寸测量系统及其方法，采用显微镜CCD摄像机对鱼苗进行图像采集，提高了鱼苗图像的质量，同时，通过调整双色光源的照明角度和照明亮度，使得鱼苗身体透明部分在图像中也能够清晰的显示出来，通过调整安装座的高度实际上是调整显微镜CCD摄像机的高度使得采集到的图片中鱼苗有较为合适的大小，为后续的测量提供好的目标物。该发明提供的鱼苗尺寸测量方法通过测量参照物获得一毫米的标定，然后测量获得鱼苗图片中鱼苗的实际尺寸的像素值，最后得到图片中鱼苗的实际尺寸，该方法大大提高鱼苗测量的效率及精度，尤其是针对那些身体有透明部分的鱼苗尺寸的测量效果明显。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的鱼苗尺寸测量系统的结构框图；
图2为本申请实施例提供的鱼苗尺寸测量系统的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的鱼苗尺寸测量方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的采集到的图片示意图；
图5为本申请实施例提供的参照物的像素值示意图；
图6为本申请实施例提供的鱼苗体长和体宽像素值示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“下端”、“上表面”、“垂直”、“上端”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“放置”、“相连接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参阅图1、图2，本申请实施例提供的一种鱼苗尺寸测量系统，包括：目标图像采集装置1、照明装置2以及目标图像接收处理装置3，其中，所述目标图像采集装置1包括显微镜CCD摄像机101、固定支架，所述固定支架包括底座102、架杆103、安装座104，所述架杆103的下端设置在所述底座102的上表面，且所述架杆103垂直于所述底座102所在的平面，所述架杆103的上端设置有所述安装座104，所述安装座104垂直于所述架杆103，所述安装座104用于放置所述显微镜CCD摄像机101，所述显微镜CCD摄像机101与所述目标图像接收处理装置3相连接，所述照明装置2用于为所述图像采集装置1提供照明光源。
培养皿105内放置待测量的鱼苗，所述培养皿105放置在所述底座102的上表面上，且正好位于所述显微CCD摄像机101的正下方，以保证所述显微CCD摄像机101能够采集到完整的鱼苗图片。
所述安装座104可在所述架杆103上进行上下移动，用于调整所述显微CCD摄像机101与所述底座102之间的高度，从而便于调节鱼苗在入射图像中的大小，为后续鱼苗尺寸的测量提供良好的基础。在本实施例中显微镜CCD是数码显微镜最重要的配件之一，主要是对显微图片进行拍摄并传输到计算机上，能够使显微镜上观察到的图像输出到计算机，对这些显微图片进行比对、分析。CCD，英文全称：Charge-coupled Device，中文全称：电荷耦合元件，可以称为CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把图像像素转换成数字信号。CCD上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。经由外部电路的控制，每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容。
本申请实施例所描述的所述目标图像接收处理装置3可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑等具有接收处理能力的终端设备。所述目标图像接收处理装置3可以通过一根数据线与所述目标图像采集装置1中的显微CCD摄像机101相连接，用于接收采集到的鱼苗图像，所述目标图像接收处理装置3也可以是通过无线通信的方式与所述显微CCD摄像机101进行通信，接收采集到的鱼苗图像，此时所述显微CCD摄像机101需要内置无线发送模块，所述目标图像采集装置1中需要内置无线接收模块。
为了能够清晰地拍摄到鱼苗的图片，尤其是身体有透明部分的鱼苗的图片，本实施例中所述照明装置2由两个双色光源组成，所述双色光源为发出两种颜色光(白光、暖光)的LED灯，所述双色光源可以移动位置，根据实际情况可以调整所述照明装置2的位置以及照明强度，为所述目标图像采集装置1提供照明光源，从而使所属显微CCD摄像机101能够拍摄到清晰的鱼苗图片。通过调整双色光源之间的相对位置，以及调整光的颜色和强度，即可以防止因光照强度过强时，出现鱼体透明部分，而导致测量结果偏小，又或者因光照不均时，在图像中出现鱼体的影子，导致测量结果偏大。当然根据实际情况需要，该双色光源的数量可以做相应的调整，在本实施例中不做具体的限定。
综上所述，本申请实施例1提供的鱼苗尺寸测量系统，采用显微镜CCD摄像机对鱼苗进行图像采集，提高了鱼苗图像的质量，同时，通过调整双色光源的照明角度和照明亮度，使得鱼苗身体透明部分在图像中也能够清晰的显示出来，通过调整安装座的高度实际上是调整显微镜CCD摄像机的高度使得采集到的图片中鱼苗有较为合适的大小，为后续的测量提供好的目标物。
实施例2
本申请实施例提供了一种鱼苗尺寸测量方法。如图3所示，所述方法包括如下步骤：
S1：调整所述显微CCD摄像机101，包括沿所述架杆103调整所述安装座104的高度，从而调整所述显微CCD摄像机101距所述底座102的距离，使得采集到的图片中的目标物有合适的大小，对所述显微CCD摄像机101进行对焦，使得目标物呈现清晰状态。
需要说明的是，通过调整所述显微CCD摄像机101与所述底座102之间的高度，使得鱼苗在入射图像中的大小合适，所谓的大小合适是指使得入射图像中鱼苗的图像完整且清晰，即鱼苗在入射图像中不能过大，而导致鱼苗显示不全，也不能过小，而导致显示不清晰。
S2：将待测量的鱼苗放入所述培养皿105内，所述培养皿105放置在所述底座102的上表面上，且正好位于所述显微CCD摄像机101的正下方，以保证所述显微CCD摄像机101能够采集到完整的鱼苗图片。
需要说明的是：步骤S1和步骤S2是为后续的测量做准备，步骤S1和步骤S2的顺序可以互换，在本实施例中不做具体限定。
S3：调整所述照明装置的光照强度以及照明角度，以使得鱼体清晰。尤其是鱼体透明部分也能被看清。
S4：利用所述目标图像采集装置采集鱼苗的图片。
采集的图片可以是一张，也可以是很多张，这是需要根据测量的实际需求而定的。
S5：所述目标图像接收处理装置接收所述图片。
S6：所述目标图像接收处理装置根据所述图片测量鱼苗的尺寸，其具体包括：
S61：通过对参照物的标定，得到一毫米的像素值；
先读入如图4所示的带刻度的标尺的图像，该带刻度的标尺为本申请实施例的参照物。
得到所述参照物的N毫米的像素值(像素距离)pixel，从而1毫米的像素值如图5所示得到10毫米参照物的像素值，在本实施例中该像素值为214.39，即ratio＝21.439。
需要说明的是：matlab中自带的getDistance函数，当确定起点和终点的位置后，即可获得两点之间的像素距离。
S62：定标确定鱼苗体长与体宽的像素值；如图6所示，手动确定鱼苗的体长和体宽的两端点的位置，得到体长的像素值lengthpixel为293.86，体宽的像素值widthpixel为49.96。
S63：通过计算得到鱼苗实际体长，通过计算得到鱼苗的实际体宽。
S7：将测量得到的鱼苗的实际体长、体宽进行保存，以便后续的数据处理工作。
综上所述，本申请实施例2提供的一种鱼苗尺寸测量方法，通过测量参照物获得一毫米的标定，然后测量获得鱼苗图片中鱼苗的实际尺寸的像素值，最后得到图片中鱼苗的实际尺寸，该方法大大提高鱼苗测量的效率及精度，尤其是针对那些身体有透明部分的鱼苗尺寸的测量效果明显。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种鱼苗尺寸测量系统，其特征在于，包括：目标图像采集装置、照明装置以及目标图像接收处理装置，其中，所述目标图像采集装置包括显微镜CCD摄像机、固定支架，所述固定支架包括底座、架杆、安装座，所述架杆的下端设置在所述底座的上表面，且所述架杆垂直于所述底座所在的平面，所述架杆的上端设置有所述安装座，所述安装座垂直于所述架杆，所述安装座用于放置所述显微镜CCD摄像机，所述显微镜CCD摄像机与所述目标图像接收处理装置相连接，所述照明装置用于为所述图像采集装置提供照明光源。
2.根据权利要求1所述的鱼苗尺寸测量系统，其特征在于，所述照明装置为双色光源。
3.根据权利要求1所述的鱼苗尺寸测量系统，其特征在于，所述安装座可在所述架杆上移动，用于调整所述显微CCD摄像机与所述底座之间的高度。
4.一种鱼苗尺寸的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
利用所述目标图像采集装置采集鱼苗的图片；
所述目标图像接收处理装置接收所述图片；
所述目标图像接收处理装置根据所述图片测量鱼苗的尺寸，其具体包括：
通过对参照物的标定，得到一毫米的像素值；
定标确定鱼苗体长与体宽的像素值；
得到鱼苗实际体长与体宽。
5.根据权利要求4所述的鱼苗尺寸的测量方法，其特征在于，在所述利用所述目标图像采集装置采集鱼苗的图片之前还包括步骤：调整所述照明装置的光照强度以及照明角度，以使得鱼体清晰。
6.根据权利要求4所述的鱼苗尺寸的测量方法，其特征在于，在所述所述目标图像接收处理装置根据所述图片测量鱼苗的尺寸之后，还包括步骤：对获得的鱼苗的实际体长与体宽信息进行保存。
7.根据权利要求4所述的鱼苗尺寸的测量方法，其特征在于，所述通过对参照物的标定，得到一毫米的像素值，具体方法为：
标定所述参照物，得到所述参照物的N毫米的像素值pixel，从而1毫米的像素值
8.根据权利要求4所述的鱼苗尺寸的测量方法，其特征在于，所述得到鱼苗实际体长与体宽，具体方法为：所述鱼苗体长的像素值为lengthpixel，则鱼苗的实际体长为：所述鱼苗体宽的像素值为widthpixel，则鱼苗的实际体宽为：
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