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采用边缘曲率进行图像分割的高密度鱼苗计数方法
引用本文:周典卓,谭鹤群,朱明,郑祺,李彬涛,邓宇玄. 采用边缘曲率进行图像分割的高密度鱼苗计数方法[J]. 农业工程学报, 2023, 39(21): 258-268
作者姓名:周典卓  谭鹤群  朱明  郑祺  李彬涛  邓宇玄
作者单位:华中农业大学工学院, 武汉 430070;农业农村部水产养殖设施工程重点实验室, 武汉 430070
基金项目:十四五国家重点研发计划项目(2022YFD2001702);湖北省科技重大项目-淡水水产高效养殖技术研究与集成示范项目(2023BBA001)
摘    要:鱼苗计数是水产养殖中的一个重要课题,在养殖、运输、销售等环节中均需对鱼苗进行定量计数。传统的估算计数方法由于其误差大、效率低等缺陷,已无法满足目前的鱼苗计数需求。为解决高密度、大批量的鱼苗准确计数难题,该研究通过自行搭建的图像采集装置,获取体长1~3 cm的鲢鱼苗在0.25、0.33、0.42、0.50、0.58和0.67尾/cm2等6组不同平面密度下的运动视频,每组鱼苗运动视频共截取3 000帧图像,对所有图像进行预处理,获取鱼苗的二值图像,并提取出图像中的单个连通域及其边缘图像。对含有单尾鱼苗的单个连通域采用直接计数的方法,对含有多尾鱼苗的单个连通域采用先分割后计数的方法。在分割连通域时,一方面计算连通域边缘各处的曲率特征,并标记边缘中的凹点群位置作为预分割位置;另一方面结合连通域的骨架图,根据交叉型、联结型和单凹点群型共3种不同鱼苗重叠类型的形状特征,在连通域中挑选合适的分割位置划取分割线。对鱼苗二值图像中的所有连通域进行依次处理,最后将图像中的连通域总数量作为鱼苗的数量。对18 000张鱼苗图像的计数结果表明,在鱼苗平面密度低于0.58尾/cm2...

关 键 词:图像分割  图像处理  鱼苗计数  高密度  重叠鱼苗  边缘图像  曲率
收稿时间:2023-07-01
修稿时间:2023-09-15

Method for high density fry counting by image segmentation based on edge curvature
ZHOU Dianzhuo,TAN Hequn,ZHU Ming,ZHENG Qi,LI Bintao,DENG Yuxuan. Method for high density fry counting by image segmentation based on edge curvature[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2023, 39(21): 258-268
Authors:ZHOU Dianzhuo  TAN Hequn  ZHU Ming  ZHENG Qi  LI Bintao  DENG Yuxuan
Affiliation:College of Engineering, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China;Key Laboratory of Aquaculture Facilities Engineering, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Wuhan 430070, China
Abstract:
Keywords:image segmentation  image processing  fry counting  high density  overlap  edge  curvature
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