TWI757025B - 水產生物的計數系統與方法 - Google Patents

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Abstract

一種水產生物的計數系統與方法。此水產生物的計數系統包含影像擷取裝置以及電腦系統，以進行前述之計數方法。此水產生物的計數方法包含：利用影像擷取裝置來擷取流道影像；於每一流道影像中定義出掃描線；對每一流道影像中之掃描線像素進行二值化處理；根據每一二值化像素資料來決定複數筆水產生物範圍資料；根據水產生物範圍資料來決定每一水產生物範圍資料所對應之水產生物識別與方向資訊；以及根據每一水產生物範圍資料所對應之水產生物識別與方向資訊來決定通過該掃描線之水產生物數量。

Description

水產生物的計數系統與方法
本發明是有關於一種水產生物的計數系統與方法。
在水產養殖的領域中，通常會進行需要水產管理操作，例如計算水產生物數量，以利水產生物的養殖。傳統上，水產生物數量的計算大多以人工方式來進行。例如，針對魚苗計數，計數人員會逐條去計算魚苗的數量。然而，人工計數的方式過於依賴計數人員本身的經驗，因此業界研發了各種水產生物的計數系統來幫助計數人員計算水產生物的數量。
本發明之實施例提出一種水產生物的計數系統與方法，其係透過分析流道影像來獲得水產生物的數量。
根據本發明之一實施例，上述水產生物的計數方法包含：提供一流道之複數張流道影像，其中這些流道影像係一對一地對應至複數個影像擷取時間；於每一流道影像中定義一掃描線，其中此掃描線對應每一流道影像之複數個掃描線像素；對每一流道影像之掃描線像素進行二值化處理，以獲得複數筆二值化像素資料，其中這些二值化像素資料係一對一對應至前述之流道影像；根據二值化像素資料來決定複數筆水產生物範圍資料，其中這些水產生物範圍資料係一對一對應至前述之流道影像，且每一水產生物範圍資料包含至少一筆水產生物位置資料，此水產生物位置資料包含水產生物起始位置以及水產生物結束位置；根據水產生物範圍資料來決定每一水產生物範圍資料所對應之一水產生物識別與方向資訊；以及根據每一水產生物範圍資料所對應之水產生物識別與方向資訊來決定通過掃描線之水產生物數量。
在一些實施例中，根據前述之多筆水產生物範圍資料來決定每一水產生物範圍資料所對應之水產生物識別與方向資訊的步驟包含：根據第一水產生物範圍資料來決定第一水產生物識別碼與相應之一第一水產生物方向碼，其中第一水產生物範圍資料為前述之多筆水產生物範圍資料中之一者；以及根據第二水產生物範圍資料、第一水產生物識別碼以及第一水產生物方向碼來決定第二水產生物識別碼與相應之第二水產生物方向碼，其中第二水產生物範圍資料為前述之多筆水產生物範圍資料中時間晚於第一水產生物範圍資料之一者。
在一些實施例中，根據第二水產生物範圍資料、第一水產生物識別碼以及第一水產生物方向碼來決定第二水產生物識別碼與相應之第二水產生物方向碼的步驟包含：判斷第二水產生物範圍資料之水產生物位置資料是否與第一水產生物範圍資料之水產生物位置資料重疊或鄰接；當第二水產生物範圍資料之水產生物位置資料與第一水產生物範圍資料之水產生物位置資料重疊或鄰接時，將第二水產生物識別碼之值設定為與第一水產生物識別碼相同。
在一些實施例中，根據水產生物範圍資料來決定每一水產生物範圍資料所對應之水產生物識別與方向資訊的步驟更包含：根據第三水產生物範圍資料、第二水產生物識別碼、第二水產生物方向碼來決定第三水產生物識別碼與相應之第三水產生物方向碼，其中第三水產生物範圍資料為水產生物範圍資料中時間晚於該第二水產生物範圍資料之一者。其中，當第三水產生物範圍資料之水產生物位置資料與第二水產生物範圍資料之水產生物位置資料重疊或鄰接時，將第三水產生物識別碼之值設定為與第二水產生物識別碼相同。
在一些實施例中，根據水產生物範圍資料來決定每一水產生物範圍資料所對應之水產生物識別與方向資訊的步驟更包含：進行查驗步驟，以判斷第三水產生物方向碼與第二水產生物方向碼所代表的方向是否相反。當第三水產生物方向碼與第二水產生物方向碼所代表的方向相反時，將第三水產生物識別碼之值設定為另一新值。
在一些實施例中，根據水產生物範圍資料來決定每一水產生物範圍資料所對應之水產生物識別與方向資訊的步驟包含：判斷第一水產生物範圍資料之複數筆水產生物位置資料與第二水產生物範圍資料之一筆水產生物位置資料是否重疊，以提供第一判斷結果，其中第一水產生物範圍資料為前述多筆水產生物範圍資料中之一者，第二水產生物範圍資料為前述多筆水產生物範圍資料中之另一者且為前述多筆水產生物範圍資料中時間晚於第一水產生物範圍資料之一者；判斷第三水產生物範圍資料之複數筆水產生物位置資料與第二水產生物範圍資料之該筆水產生物位置資料是否重疊，以提供第二判斷結果，其中第三水產生物範圍資料為前述多筆水產生物範圍資料中之又一者且為前述多筆水產生物範圍資料中時間晚於第二水產生物範圍資料之一者；當第一判斷結果與第二判斷結果皆為是時，判斷第二水產生物範圍資料之影像擷取時間點有生物交叉重疊的情況發生，並據以判斷水產生物識別與方向資訊。
根據本發明之一實施例，前述之水產生物的計數系統包含：影像擷取裝置以及電腦系統。影像擷取裝置係用以擷取一流道之複數張流道影像，其中這些流道影像係一對一地對應至複數個影像擷取時間點。電腦系統係電性連接至影像擷取裝置，以接收流道影像，其中此電腦系統包含記憶體以及處理器。記憶體儲存有複數個指令。處理器係用以執行前述之指令以完成下列步驟：於每一流道影像中定義一掃描線，其中此掃描線對應每一流道影像之複數個掃描線像素；對每一流道影像之掃描線像素進行二值化處理，以獲得複數筆二值化像素資料，其中這些二值化像素資料係一對一對應至前述之流道影像；根據二值化像素資料來決定複數筆水產生物範圍資料，其中前述之多筆水產生物範圍資料係一對一對應至前述之流道影像，且每一水產生物範圍資料包含至少一筆水產生物位置資料，此水產生物位置資料包含水產生物起始位置以及水產生物結束位置；根據前述之多筆水產生物範圍資料來決定每一水產生物範圍資料所對應之一水產生物識別與方向資訊；以及根據每一水產生物範圍資料所對應之水產生物識別與方向資訊來決定通過掃描線之水產生物數量。
在一些實施例中，當前述之處理器進行根據水產生物範圍資料來決定每一水產生物範圍資料所對應之水產生物識別與方向資訊的步驟時，前述之處理器進行以下步驟：根據第一水產生物範圍資料來決定第一水產生物識別碼與相應之一第一水產生物方向碼，其中第一水產生物範圍資料為前述水產生物範圍資料中之一者；以及根據第二水產生物範圍資料、第一水產生物識別碼以及第一水產生物方向碼來決定第二水產生物識別碼與相應之第二水產生物方向碼，其中第二水產生物範圍資料為水產生物範圍資料中時間晚於第一水產生物範圍資料之一者。
在一些實施例中，當前述之處理器進行根據第二水產生物範圍資料、第一水產生物識別碼以及第一水產生物方向碼來決定第二水產生物識別碼與相應之第二水產生物方向碼的步驟時，前述之處理器進行以下步驟：判斷第二水產生物範圍資料之水產生物位置資料是否與第一水產生物範圍資料之水產生物位置資料重疊或鄰接；當第二水產生物範圍資料之水產生物位置資料與第一水產生物範圍資料之水產生物位置資料重疊或鄰接時，將第二水產生物識別碼之值設定為與第一水產生物識別碼相同。
在一些實施例中，當前述之處理器進行根據水產生物範圍資料來決定每一水產生物範圍資料所對應之水產生物識別與方向資訊的步驟時，前述之處理器進行以下步驟：根據第三水產生物範圍資料、第二水產生物識別碼、第二水產生物方向碼來決定第三水產生物識別碼與相應之第三水產生物方向碼，其中第三水產生物範圍資料為水產生物範圍資料中時間晚於該第二水產生物範圍資料之一者。其中，當第三水產生物範圍資料之水產生物位置資料與第二水產生物範圍資料之水產生物位置資料重疊或鄰接時，將第三水產生物識別碼之值設定為與第二水產生物識別碼相同。
在一些實施例中，當前述之處理器進行根據水產生物範圍資料來決定每一水產生物範圍資料所對應之水產生物識別與方向資訊的步驟時，前述之處理器進行以下步驟：進行查驗步驟，以判斷第三水產生物方向碼與第二水產生物方向碼所代表的方向是否相反；當第三水產生物方向碼與第二水產生物方向碼所代表的方向相反時，將第三水產生物識別碼之值設定為另一新值。
在一些實施例中，當前述之處理器進行根據水產生物範圍資料來決定每一水產生物範圍資料所對應之水產生物識別與方向資訊的步驟時，前述之處理器進行以下步驟：判斷第一水產生物範圍資料之複數筆水產生物位置資料與第二水產生物範圍資料之一筆水產生物位置資料是否重疊，以提供第一判斷結果，其中第一水產生物範圍資料為前述多筆水產生物範圍資料中之一者，第二水產生物範圍資料為前述多筆水產生物範圍資料中之另一者且為前述多筆水產生物範圍資料中時間晚於第一水產生物範圍資料之一者；判斷一第三水產生物範圍資料之複數筆水產生物位置資料與第二水產生物範圍資料之該筆水產生物位置資料是否重疊，以提供第二判斷結果，其中第三水產生物範圍資料為前述多筆水產生物範圍資料中之又一者且為前述多筆水產生物範圍資料中時間晚於第二水產生物範圍資料之一者；以及當第一判斷結果與第二判斷結果皆為是時，判斷第二水產生物範圍資料之影像擷取時間點有生物交叉重疊的情況發生，並據以判斷水產生物識別與方向資訊。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
請參照圖1，圖1係繪示根據本發明實施例之水產生物的計數系統110。在本發明之實施例中，計數系統110係用以計算水槽120中魚苗FY的數量，但本發明之實施例並不受限於此。在本發明之其他實施例中，計數系統110可應用於其他水產生物，例如蝦苗的數量計算。如圖1所示，水槽120與水槽130之間設置有流道140，以使得水槽120中的魚苗FY從水槽120移動至水槽130。在本發明之實施例中，流道140的設計可使魚苗FY單方向地從水槽120移動至水槽130。換句話說，魚苗FY無法在流道140中逆向往水槽120移動。
計數系統110包含影像擷取裝置112以及電腦系統114。影像擷取裝置112係鄰設於流道140上，以擷取流道140的影像。例如，影像擷取裝置112可設置於流道140之上方、下方、左側、右側等各種不同的方向上。影像擷取裝置112可例如為攝影機或是配置有電荷耦合元件(CCD)、互補性氧化金屬半導體（CMOS）元件之感光裝置的影像感測器。電腦系統114係電性連接至影像擷取裝置112，例如以有線或無線方式來連接，以接收並分析影像擷取裝置112所擷取的流道影像。在本發明之實施例中，電腦系統114包含記憶體114a以及處理器114b。記憶體114a儲存有複數個指令，而處理器114b則用以執行記憶體114a中的指令來分析流道影像。
請參照圖2，圖2係繪示根據本發明實施例之水產生物的計數方法200的流程圖，其中計數方法200係應用於前述之計數系統110。在計數方法200中，首先進行步驟210，以利用前述之影像擷取裝置112來提供流道140的流道影像。在一實施例中，影像擷取裝置112係以每0.1秒一張的頻率來擷取流道140的影像，但本發明之實施例並不受限於此。在本發明之其他實施例中，影像擷取的頻率可根據水產生物的類型和流道的結構來調整。接著，進行步驟220，於每一流道影像中定義掃描線，以利用掃描線來計算魚苗FY的數量。請參照圖3a和圖3b，圖3a和圖3b係繪示根據本發明一實施例之流道影像300a和300b，其中流道影像300a和300b為時間連續之影像。在本發明之實施例中，每張流道影像中的掃描線SC係定義於相同的位置中。例如，在流道影像300a中，掃描線SC係定義於影像下方部分，而在流道影像300b中，掃描線SC也定義於相同的位置。再者，對於流道影像而言，掃描線為一條虛擬的線，掃描線不會改變流道影像的內容。例如，掃描線SC不會改變流道影像300a和300b之像素310的值。
然後，進行步驟230，以對每一流道影像之掃描線像素進行二值化處理，而獲得複數筆二值化像素資料。如圖3a和圖3b所示，在定義出掃描線SC後，可獲得掃描線SC所經過的像素320。步驟230則針對每一流道影像的掃描線像素320進行二值化處理，以獲得每一流道影像之二值化像素資料。請參照圖4，圖4係繪示根據本發明一實施例之二值化像素資料。在本發明之一實施例中，由於掃描線像素320有20個，因此每筆二值化像素資料係由20個像素所構成，其中有魚苗的像素以黑色區塊來代表(例如二值化像素值為“1”)。例如，第一個影像擷取時間點(即0.1秒(s))所對應之流道影像的二值化像素資料包含5個黑色區塊，其出現在第4-5個像素、第13-14個像素以及第17個像素。又例如，第二個影像擷取時間點(即0.2秒(s))所對應之流道影像的二值化像素資料包含9個黑色區塊，其出現在第2-3個像素、第12-15個像素以及第17-19個像素。再例如，第三個影像擷取時間點(即0.3秒(s))所對應之流道影像的二值化像素資料包含5個黑色區塊，其出現在第3個像素、第5-6個像素以及第19-20個像素。由於本實施例有10張連續之流道影像，因此對應有10筆二值化像素資料，其中第十個影像擷取時間點(即1秒(s))所對應之二值化像素資料不包含有黑色區塊。換句話說，在第十個影像擷取時間點，沒有魚苗在掃描線SC上。
接著，進行步驟240，以根據二值化像素資料來決定出複數筆水產生物範圍資料。請參照圖5，圖5係繪示根據本發明一實施例之水產生物範圍資料。每筆水產生物範圍資料係根據二值化像素資料中的黑色區塊來決定。例如，第一個影像擷取時間點(即0.1秒(s))所對應之二值化像素資料包含出現在第3-4個像素、第13-14個像素以及第17個像素的黑色區塊，因此第一個影像擷取時間點所對應之水產生物範圍資料包含三筆水產生物位置資料(3,4)、(13,14)以及(17,17)，其中3、13、17分別代表水產生物的開始位置，而4、14、17分別代表水產生物的結束位置。又例如，第二個影像擷取時間點所對應之二值化像素資料包含出現在第2-3個像素、第12-15個像素以及第17-19個像素的黑色區塊，因此第二個影像擷取時間點所對應之水產生物範圍資料包含三筆水產生物位置資料(2,3)、(12,15)以及(17,19)。再例如，第三個影像擷取時間點所對應之二值化像素資料包含出現在第3個像素、第5-6個像素以及第19-20個像素的黑色區塊，因此第三個影像擷取時間點所對應之水產生物範圍資料包含三筆水產生物位置資料(3,3)、(5,6)以及(19,20)。
另外，由於第十個影像擷取時間點所對應之二值化像素資料不包含有黑色區塊，故第十個影像擷取時間點所對應之水產生物範圍資料以N/A來表示。
然後，進行步驟250，以根據上述之水產生物範圍資料來決定每一筆水產生物範圍資料所對應之一水產生物識別與方向資訊。請參照圖6a-6f，圖6a-6f係繪示根據本發明一實施例之水產生物識別與方向資訊。如圖6a所示，由於第一個影像擷取時間點為起始的時間點，且對應的水產生物範圍資料包含三筆水產生物位置資料(3,4)、(13,14)以及(17,17)，故這三筆水產生物位置資料都給定一個水產生物(例如魚苗)識別碼#1、#2以及#3，且給定一個方向識別碼(亦可稱為方向碼)N來代表方向不確定。如此，第一個影像擷取時間點之水產生物範圍資料所對應的水產生物識別與方向資訊為＜#1,(3,4),N＞,＜#2,(13,14),N＞,＜#3,(17,17),N＞。
本發明之實施例會判斷相鄰影像擷取時間點(例如第一個影像擷取時間點和第二個影像擷取時間點)的水產生物位置資料是否有重疊或鄰接的情況，以給出合適的識別碼。如圖6b所示，第二個影像擷取時間點接續於第一個影像擷取時間點，且對應的之水產生物範圍資料包含三筆水產生物位置資料(2,3)、(12,15)以及(17,19)，其中水產生物位置資料(2,3)與前述之＜#1,(3,4),N＞有重疊範圍且水產生物位置是往左方像素擴展，故水產生物位置資料(2,3)可繼承水產生物識別碼#1，並給定一個方向識別碼L來代表#1之水產生物往左方移動。
其次，水產生物位置資料(12,15)與＜#2,(13,14),N＞有重疊範圍且水產生物位置沒有顯著的往右或往左，故水產生物位置資料(12,15)可繼承水產生物識別碼#2，並給定一個方向識別碼V來代表#2之水產生物往前方移動。
再者，水產生物位置資料(17,19)與＜#3,(17,17),N＞有重疊範圍且水產生物位置是往右方像素擴展，故水產生物位置資料(17,19)可繼承水產生物識別碼#3，並給定一個方向識別碼R來代表#3之水產生物往右方移動。
如此，第二個影像擷取時間點之水產生物範圍資料所對應的水產生物識別與方向資訊可表示為＜#1,(2,3),L＞,＜#2,(12,15),V＞,＜#3,(17,19),R＞。
另外，在本發明之一實施例中，水產生物的方向可由位置資料之值的增減來決定。例如，考慮水產生物位置資料(2,3)與前一時間點之水產生物位置資料(3,4)，其位置資料之值的變化為(-1,-1)，變化的總和為-2，即位置資料的值是減少的，故判斷水產生物是往左方移動。又例如，考慮水產生物位置資料(17,19)與前一時間點之水產生物位置資料(17,17)，其位置資料之值的變化為(0,+2)，變化的總和為+2，故判斷水產生物是往右方移動。再例如，考慮水產生物位置資料(12,15)與前一時間點之水產生物位置資料(13,14)，其位置資料之值的變化為(+1,-1)，變化的總和為0，故判斷水產生物沒有顯著的往右或往左。
如圖6c所示，第三個影像擷取時間點接續於第二個影像擷取時間點，且對應的之水產生物範圍資料包含三筆水產生物位置資料(3,3)、(5,6)以及(19,20)，其中水產生物位置資料(3,3)與前述之＜#1,(2,3),N＞有重疊範圍且水產生物位置沒有顯著的往右或往左，故水產生物位置資料(3,3)可繼承水產生物識別碼#1，並給定一個方向識別碼V來代表#1之水產生物往前方移動。
其次，水產生物位置資料(5,6)不與第二個影像擷取時間點之任一個水產生物位置資料重疊或鄰接，故可給定水產生物位置資料(5,6)一個新的水產生物識別碼#4，並給定一個方向識別碼N。
再者，水產生物位置資料(19,20)與＜#3,(17,19),R＞有重疊範圍且水產生物位置是往右方像素擴展，故水產生物位置資料(19,20)可繼承水產生物識別碼#3，並給定一個方向識別碼R來代表#3之水產生物往右方移動。
如此，第三個影像擷取時間點之水產生物範圍資料所對應的水產生物識別與方向資訊為＜#1,(3,3),L＞,＜#4,(5,6),N＞,＜#3,(19,20),R＞。
繼續對第四至第七個影像擷取時間點之水產生物範圍資料進行分析，可得到如圖6d之水產生物識別與方向資訊。接著，對第八個影像擷取時間點之水產生物範圍資料進行分析。第八個影像擷取時間點接續於第七個影像擷取時間點，且對應的之水產生物範圍資料包含三筆水產生物位置資料(3,5)、(7,8)以及(16,16)，其中水產生物位置資料(7,8)與＜#4,(8,9),V＞有重疊範圍且水產生物位置往左方像素擴展，故水產生物位置資料(7,8)可繼承水產生物識別碼#4，並給定一個方向識別碼L來代表#4之水產生物往左方移動，即＜#4,(7,8),L＞。然而，在第四個影像擷取時間點和第五個影像擷取時間點，#4之水產生物係往右方移動。由於水產生物不可能在短時間內改變方向，故本發明之實施例更包含進行一查驗步驟，以檢查各水產生物識別碼的方向是否有衝突。例如，在分析一個水產生物位置資料時，對其進行查驗，以判斷所獲得的水產生物識別碼與其對應的方向是否與之前時間點有衝突，並於衝突產生時適當地修正水產生物識別碼。
例如，在本實施例中，當分析第八個影像擷取時間點之水產生物位置資料(7,8)時，可獲得水產生物識別碼#4以及相應的方向識別碼L。接著，對其進行查驗，以判斷是否與之前時間點的水產生物識別與方向資訊有衝突。由於水產生物識別碼#4代表的水產生物已在第四個影像擷取時間點和第五個影像擷取時間點具有相反的方向識別碼R，故判斷有衝突產生。在此將給定一個新的水產生物識別碼#7來代表有新的水產生物通過掃描線SC，並將原本的＜#4,(7,8),L＞修正為＜#7,(7,8),N＞，如圖6e所示。
持續對其餘影像擷取時間點之水產生物範圍資料進行分析和查驗，可得到如圖6f所示之各影像擷取時間點之所對應的水產生物識別與方向資訊。然後，進行步驟260，以根據每一水產生物範圍資料所對應之水產生物識別與方向資訊來決定通過掃描線之水產生物數量。由圖6f可知，所有水產生物範圍資料所對應之水產生物識別與方向資訊包含7個水產生物識別碼#1~#7。換句話說，在第一個影像擷取時間點至第十個影像擷取時間點之間，有七個水產生物通過掃描線SC。
由以上說明可知，本發明實施例之水產生物的計數方法200係對掃描線的像素進行二值化來得到水產生物的位置資料，然後再透過分析水產生物位置資料來得到水產生物數量。另外，本發明實施例之計數方法200也提供查驗步驟來檢查是否有方向衝突的情況，以提高計數的正確性。
請參照圖7，其係繪示根據本發明之一實施例之流道影像700，其中流道影像700設定了多條掃描線SC。由於本實施例可獲得多條掃描線SC的水產生物範圍資料，故本實施例可綜合每條掃描線SC的數量判斷結果，利用例如數學統計方法來進一步提高本發明實施例之水產生物計數方法的準確性。值得一提的是，本實施例僅需要提取兩條掃描線SC上的掃描線像素資料，而不需要提取整張流道影像700的像素資料。
請參照圖8，其係繪示根據本發明實施例之水產生物的計數方法800的流程圖。在水產生物的計數方法800中，首先進行步驟810-830，以利用前述之影像擷取裝置112來提供流道140的流道影像，並對流道影像進行二值化處理。由於步驟810-830係類似於前述之步驟210-230，故不在此贅述。在本實施例中，步驟830所獲得的二值化像素資料係如圖9所示。
圖9包含三筆二值化像素資料，其分別對應至第一個影像擷取時間點(即0.1秒(s))、第二個影像擷取時間點(即0.2秒(s))以及第三影像擷取時間點(即0.3秒(s))。第一個影像擷取時間點所對應之二值化像素資料包含6個黑色區塊，其出現在第7-9個像素以及第13-15個像素。第二個影像擷取時間點所對應之二值化像素資料包含7個黑色區塊，其出現在第8-14個像素。第三個影像擷取時間點所對應之二值化像素資料包含6個黑色區塊，其出現在第7-9個像素以及第13-15個像素。
接著，進行步驟840，以根據二值化像素資料來決定出複數筆水產生物範圍資料。請參照圖10，圖10係繪示根據本發明一實施例之水產生物範圍資料。每筆水產生物範圍資料係根據二值化像素資料中的黑色區塊來決定。例如，第一個影像擷取時間點所對應之二值化像素資料包含出現在第7-9個像素以及第13-15個像素的黑色區塊，因此第一個影像擷取時間點所對應之水產生物範圍資料包含兩筆水產生物位置資料(7,9)以及(13,15)。又例如，第二個影像擷取時間點所對應之二值化像素資料包含出現在第8-14個像素的黑色區塊，因此第二個影像擷取時間點所對應之水產生物範圍資料包含一筆水產生物位置資料(8,14)。再例如，第三個影像擷取時間點所對應之二值化像素資料包含出現在第7-9個像素以及第13-15個像素的黑色區塊，因此第三個影像擷取時間點所對應之水產生物範圍資料包含兩筆水產生物位置資料(7,9)以及(13,15)。
然後，進行步驟850，以根據上述之水產生物範圍資料來決定每一筆水產生物範圍資料所對應之一水產生物識別與方向資訊。請參照圖11a-11c，圖11a-11c係繪示根據本發明一實施例之水產生物識別與方向資訊。如圖11a所示，由於第一個影像擷取時間點為起始的時間點，且對應的水產生物範圍資料包含兩筆水產生物位置資料(7,9)以及(13,15)，故這兩筆水產生物位置資料都給定一個水產生物(例如魚苗)識別碼#1以及#2，且給定一個方向識別碼N來代表方向不確定。如此，第一個影像擷取時間點之水產生物範圍資料所對應的水產生物識別與方向資訊為＜#1,(7,9),N＞,＜#2,(13,15),N＞，如圖11a所示。
如圖11b所示，第二個影像擷取時間點接續於第一個影像擷取時間點，且對應的之水產生物範圍資料包含一筆水產生物位置資料(8,14)，其中水產生物位置資料(8,14)與前述之＜#1,(7,9),N＞,＜#2,(13,15),N＞皆有重疊範圍。由於水產生物位置資料(8,14)與前述之＜#1,(7,9),N＞,＜#2,(13,15),N＞皆有重疊範圍，在本實施例中，設定水產生物位置資料(8,14) 同時繼承水產生物識別碼#1與#2，並給定一個方向識別碼R來代表#1之水產生物往右移動，以及給定一個方向識別碼L來代表#2之水產生物往左移動，如此可得到第二個影像擷取時間點之水產生物範圍資料所對應的水產生物識別與方向資訊＜#1, (8,14),R＞、＜#2, (8,14),L＞。
如圖11c所示，第三個影像擷取時間點接續於第二個影像擷取時間點，且對應的之水產生物範圍資料包含兩筆水產生物位置資料(7,9)以及(13,15)，其中水產生物位置資料(7,9)以及(13,15)與前述之第二個影像擷取時間點之水產生物識別與方向資訊＜#1, (8,14),R＞、＜#2, (8,14),L＞有重疊範圍。在本實施例中，第二個影像擷取時間點之前的時間點(第一個影像擷取時間點)以及第二個影像擷取時間點之後的時間點(第三個影像擷取時間點)則對應至多個有重疊範圍的水產生物範圍資料。如此，本實施例將判定第二個影像擷取時間點有生物交叉重疊的情況發生。將第三個影像擷取時間點之水產生物範圍資料所對應的水產生物識別與方向資訊設為＜#1,(13,15),R＞,＜#2,(7,9),L＞。
然後，進行步驟860，以根據每一水產生物範圍資料所對應之水產生物識別與方向資訊來決定通過掃描線之水產生物數量。由圖11c可知，所有水產生物範圍資料所對應之水產生物識別與方向資訊包含2個水產生物識別碼#1~#2。換句話說，在第一個影像擷取時間點至第四個影像擷取時間點之間，有兩個水產生物通過掃描線SC。
由以上說明可知，本發明實施例之水產生物的計數方法亦可針對魚苗交叉游動的情況來進行數量判定，避免因魚苗交叉游動而影響魚苗數量的計算。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
110:計數系統 112:影像擷取裝置 114:電腦系統 114a:記憶體 114b:處理器 120~130:水槽 140:流道 200:計數方法 210~260:步驟 300a、300b:流道影像 310、320:像素 700:流道影像 800:計數方法 810~860:步驟 SC:掃描線 FY:魚苗
圖1係繪示根據本發明實施例之水產生物的計數系統。 圖2係繪示根據本發明實施例之水產生物的計數方法的流程圖。 圖3a和圖3b係繪示根據本發明一實施例之流道影像。 圖4係繪示根據本發明一實施例之二值化像素資料。 圖5係繪示根據本發明一實施例之水產生物範圍資料。 圖6a-6f係繪示根據本發明一實施例之水產生物識別與方向資訊。 圖7係繪示根據本發明之一實施例之流道影像。 圖8係繪示根據本發明實施例之水產生物的計數方法的流程圖。 圖9係繪示根據本發明一實施例之二值化像素資料。 圖10係繪示根據本發明一實施例之水產生物範圍資料。 圖11a-11c係繪示根據本發明一實施例之水產生物識別與方向資訊。
無
200:計數方法
210~260:步驟

Claims (12)

  1. 一種水產生物的計數方法，其中該水產生物的計數方法係利用一水產生物的計數系統來進行，該水產生物的計數方法包含：提供一流道之複數張流道影像，其中該些流道影像一對一地對應至複數個影像擷取時間點：於每一該些流道影像中定義一掃描線，其中該掃描線對應每一該些流道影像之複數個掃描線像素；對每一該些流道影像之該些掃描線像素進行一二值化處理，以獲得複數筆二值化像素資料，其中該些二值化像素資料一對一對應至該些流道影像；根據該些二值化像素資料來決定複數筆水產生物範圍資料，其中該些水產生物範圍資料一對一對應至該些流道影像以及該些影像擷取時間點，且每一該些水產生物範圍資料包含至少一筆水產生物位置資料，該水產生物位置資料包含一水產生物起始位置以及一水產生物結束位置；根據該些水產生物範圍資料來決定每一該些水產生物範圍資料所對應之一水產生物識別與方向資訊，其中每一該些水產生物範圍資料所對應之該水產生物識別與方向資訊係根據該些水產生物範圍資料之時間上每兩相鄰之二者間之一擴展方向來決定；以及根據每一該些水產生物範圍資料所對應之該水產生物識別與方向資訊來決定通過該掃描線之一水產生物數量，其中該水產生物數量係根據每一該些水產生物範圍資料所包含 之一水產生物識別碼來決定。
  2. 如請求項1所述之水產生物的計數方法，其中根據該些水產生物範圍資料來決定每一該些水產生物範圍資料所對應之該水產生物識別與方向資訊的步驟包含：根據一第一水產生物範圍資料來決定一第一水產生物識別碼與相應之一第一水產生物方向碼，其中該第一水產生物範圍資料為該些水產生物範圍資料中之一者，該第一水產生物識別碼為一識別碼預設值、該第一水產生物方向碼為一方向碼預設值；以及根據一第二水產生物範圍資料、該第一水產生物識別碼以及該第一水產生物方向碼來決定一第二水產生物識別碼與相應之一第二水產生物方向碼，其中該第一水產生物範圍資料為該些水產生物範圍資料中之一者，該第二水產生物範圍資料為該些水產生物範圍資料中之另一者，該第一水產生物範圍資料對應至該些影像擷取時間點中之一第一影像擷取時間點，該第二水產生物範圍資料對應至該些影像擷取時間點中之一第二影像擷取時間點，該第二影像擷取時間點晚於該第一影像擷取時間點；其中根據該第二水產生物範圍資料、該第一水產生物識別碼以及該第一水產生物方向碼來決定該第二水產生物識別碼與相應之該第二水產生物方向碼的步驟係根據該第一水產生物範圍資料與該第二水產生物範圍資料間之一第一生物範圍擴展方向來決定該第二水產生物識別碼以及該第二 水產生物方向碼。
  3. 如請求項2所述之水產生物的計數方法，其中根據該第二水產生物範圍資料、該第一水產生物識別碼以及該第一水產生物方向碼來決定該第二水產生物識別碼與相應之該第二水產生物方向碼的步驟包含：判斷該第二水產生物範圍資料之該水產生物位置資料是否與該第一水產生物範圍資料之該水產生物位置資料重疊或鄰接；當該第二水產生物範圍資料之該水產生物位置資料與該第一水產生物範圍資料之該水產生物位置資料重疊或鄰接時，將該第二水產生物識別碼之值設定為與該第一水產生物識別碼相同。
  4. 如請求項2所述之水產生物的計數方法，其中根據該些水產生物範圍資料來決定每一該些水產生物範圍資料所對應之該水產生物識別與方向資訊的步驟更包含：根據一第三水產生物範圍資料、該第二水產生物識別碼、該第二水產生物方向碼來決定一第三水產生物識別碼與相應之一第三水產生物方向碼，其中該第三水產生物範圍資料為該些水產生物範圍資料中之又一者，該第三水產生物範圍資料對應至該些影像擷取時間點中之一第三影像擷取時間點，該第三影像擷取時間點晚於該第二影像擷取時間 點；其中根據該第三水產生物範圍資料、該第二水產生物識別碼、該第二水產生物方向碼來決定該第三水產生物識別碼與相應之該第三水產生物方向碼的步驟係根據該第二水產生物範圍資料與該第三水產生物範圍資料間之一第二生物範圍擴展方向以及該第二水產生物方向碼來決定該第三水產生物識別碼以及該第三水產生物方向碼；其中，當該第三水產生物範圍資料之該水產生物位置資料與該第二水產生物範圍資料之該水產生物位置資料重疊或鄰接時，將該第三水產生物識別碼之值設定為與該第二水產生物識別碼相同。
  5. 如請求項4所述之水產生物的計數方法，其中根據該些水產生物範圍資料來決定每一該些水產生物範圍資料所對應之該水產生物識別與方向資訊的步驟更包含：進行一查驗步驟，以判斷該第三水產生物方向碼與該第二水產生物方向碼所代表的方向是否相反；當該第三水產生物方向碼與該第二水產生物方向碼所代表的方向相反時，將該第三水產生物識別碼之值設定為另一新值。
  6. 如請求項1所述之水產生物的計數方法，其中根據該些水產生物範圍資料來決定每一該些水產生物範 圍資料所對應之該水產生物識別與方向資訊的步驟包含：判斷一第一水產生物範圍資料之複數筆水產生物位置資料與一第二水產生物範圍資料之一筆水產生物位置資料是否重疊，以提供一第一判斷結果，其中該第一水產生物範圍資料為該些水產生物範圍資料中之一者，該第二水產生物範圍資料為該些水產生物範圍資料中之另一者，該第一水產生物範圍資料對應至該些影像擷取時間點中之一第一影像擷取時間點，該第二水產生物範圍資料對應至該些影像擷取時間點中之一第二影像擷取時間點，該第二影像擷取時間點晚於該第一影像擷取時間點；判斷一第三水產生物範圍資料之複數筆水產生物位置資料與該第二水產生物範圍資料之該筆水產生物位置資料是否重疊，以提供第二判斷結果，其中該第三水產生物範圍資料為該些水產生物範圍資料中之又一者，該第三水產生物範圍資料對應至該些影像擷取時間點中之一第三影像擷取時間點，該第三影像擷取時間點晚於該第二影像擷取時間點；以及當該第一判斷結果與該第二判斷結果皆為是時，判斷該第二水產生物範圍資料之該影像擷取時間點有生物交叉重疊的情況發生，並據以判斷水產生物識別與方向資訊。
  7. 一種水產生物的計數系統，包含：一影像擷取裝置，用以擷取一流道之複數張流道影像，其中該些流道影像一對一地對應至複數個影像擷取時間點； 以及一電腦系統，電性連接至該影像擷取裝置，以接收該些流道影像，其中該電腦系統包含：一記憶體，儲存有複數個指令；以及一處理器，用以執行該些指令以完成下列步驟：於每一該些流道影像中定義一掃描線，其中該掃描線對應每一該些流道影像之複數個掃描線像素；對每一該些流道影像之該些掃描線像素進行一二值化處理，以獲得複數筆二值化像素資料，其中該些二值化像素資料一對一對應至該些流道影像；根據該些二值化像素資料來決定複數筆水產生物範圍資料，其中該些水產生物範圍資料一對一對應至該些流道影像以及該些影像擷取時間點，且每一該些水產生物範圍資料包含至少一筆水產生物位置資料，該水產生物位置資料包含一水產生物起始位置以及一水產生物結束位置；根據該些水產生物範圍資料來決定每一該些水產生物範圍資料所對應之一水產生物識別與方向資訊，其中每一該些水產生物範圍資料所對應之該水產生物識別與方向資訊係根據該些水產生物範圍資料之時間上每兩相鄰之二者間之一擴展方向來決定；以及根據每一該些水產生物範圍資料所對應之該水產生物識別與方向資訊來決定通過該掃描線之一水產生物數量，其中該水產生物數量係根據每一該些水產生物範圍資料所包含之一水產生物識別碼來決定。
  8. 如請求項7所述之水產生物的計數系統，其中當該處理器進行根據該些水產生物範圍資料來決定每一該些水產生物範圍資料所對應之該水產生物識別與方向資訊的步驟時，該處理器進行以下步驟：根據一第一水產生物範圍資料來決定一第一水產生物識別碼與相應之一第一水產生物方向碼，其中該第一水產生物範圍資料為該些水產生物範圍資料中之一者，該第一水產生物識別碼為一識別碼預設值、該第一水產生物方向碼為一方向碼預設值；以及根據一第二水產生物範圍資料、該第一水產生物識別碼以及該第一水產生物方向碼來決定一第二水產生物識別碼與相應之一第二水產生物方向碼，其中該第三水產生物範圍資料為該些水產生物範圍資料中之又一者，該第三水產生物範圍資料對應至該些影像擷取時間點中之一第三影像擷取時間點，該第三影像擷取時間點晚於該第二影像擷取時間點；其中根據該第二水產生物範圍資料、該第一水產生物識別碼以及該第一水產生物方向碼來決定該第二水產生物識別碼與相應之該第二水產生物方向碼的步驟係根據該第一水產生物範圍資料與該第二水產生物範圍資料間之一第一生物範圍擴展方向來決定該第二水產生物識別碼以及該第二水產生物方向碼。
  9. 如請求項8所述之水產生物的計數系統，其中當該處理器進行根據該第二水產生物範圍資料、該第一水產生物識別碼以及該第一水產生物方向碼來決定該第二水產生物識別碼與相應之該第二水產生物方向碼的步驟時，該處理器進行以下步驟：判斷該第二水產生物範圍資料之該水產生物位置資料是否與該第一水產生物範圍資料之該水產生物位置資料重疊或鄰接；當該第二水產生物範圍資料之該水產生物位置資料與該第一水產生物範圍資料之該水產生物位置資料重疊或鄰接時，將該第二水產生物識別碼之值設定為與該第一水產生物識別碼相同。
  10. 如請求項9所述之水產生物的計數系統，其中當該處理器進行根據該些水產生物範圍資料來決定每一該些水產生物範圍資料所對應之該水產生物識別與方向資訊的步驟時，該處理器進行以下步驟：根據一第三水產生物範圍資料、該第二水產生物識別碼、該第二水產生物方向碼來決定一第三水產生物識別碼與相應之一第三水產生物方向碼，其中該第三水產生物範圍資料為該些水產生物範圍資料中之又一者，該第三水產生物範圍資料對應至該些影像擷取時間點中之一第三影像擷取時間點，該第三影像擷取時間點晚於該第二影像擷取時間點； 其中根據該第三水產生物範圍資料、該第二水產生物識別碼、該第二水產生物方向碼來決定該第三水產生物識別碼與相應之該第三水產生物方向碼的步驟係根據該第二水產生物範圍資料與該第三水產生物範圍資料間之一第二生物範圍擴展方向以及該第二水產生物方向碼來決定該第三水產生物識別碼以及該第三水產生物方向碼；其中，當該第三水產生物範圍資料之該水產生物位置資料與該第二水產生物範圍資料之該水產生物位置資料重疊或鄰接時，將該第三水產生物識別碼之值設定為與該第二水產生物識別碼相同。
  11. 如請求項9所述之水產生物的計數系統，其中當該處理器進行根據該些水產生物範圍資料來決定每一該些水產生物範圍資料所對應之該水產生物識別與方向資訊的步驟時，該處理器進行以下步驟：進行一查驗步驟，以判斷該第三水產生物方向碼與該第二水產生物方向碼所代表的方向是否相反；當該第三水產生物方向碼與該第二水產生物方向碼所代表的方向相反時，將該第三水產生物識別碼之值設定為另一新值。
  12. 如請求項7所述之水產生物的計數系統，其中當該處理器進行根據該些水產生物範圍資料來決定每一該些水產生物範圍資料所對應之該水產生物識別與方向資 訊的步驟時，該處理器進行以下步驟：判斷一第一水產生物範圍資料之複數筆水產生物位置資料與一第二水產生物範圍資料之一筆水產生物位置資料是否重疊，以提供一第一判斷結果，其中該第一水產生物範圍資料為該些水產生物範圍資料中之一者，該第二水產生物範圍資料為該些水產生物範圍資料中之另一者，該第一水產生物範圍資料對應至該些影像擷取時間點中之一第一影像擷取時間點，該第二水產生物範圍資料對應至該些影像擷取時間點中之一第二影像擷取時間點，該第二影像擷取時間點晚於該第一影像擷取時間點；判斷一第三水產生物範圍資料之複數筆水產生物位置資料與該第二水產生物範圍資料之該筆水產生物位置資料是否重疊，以提供第二判斷結果，其中該第三水產生物範圍資料為該些水產生物範圍資料中之又一者，該第三水產生物範圍資料對應至該些影像擷取時間點中之一第三影像擷取時間點，該第三影像擷取時間點晚於該第二影像擷取時間點；以及當該第一判斷結果與該第二判斷結果皆為是時，判斷該第二水產生物範圍資料之該影像擷取時間點有生物交叉重疊的情況發生，並據以判斷水產生物識別與方向資訊。
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