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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于圖像識(shí)別技術(shù)的奶量自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的研發(fā)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 基于圖像識(shí)別技術(shù)的奶牛產(chǎn)奶量自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)，通過(guò)圖像采集設(shè)備對(duì)奶量計(jì)量瓶的液面高度和刻度進(jìn)行采集，并利用圖像分析知識(shí)和識(shí)別算法自動(dòng)識(shí)別并且讀出計(jì)量瓶里牛奶的當(dāng)前刻度讀數(shù)。
- 詳細(xì)介紹：
- 本系統(tǒng)通過(guò)圖像預(yù)處理技術(shù)獲得較清晰的圖像，其中較為關(guān)鍵的是通過(guò)圖像的相減運(yùn)算，很好的解決了牛奶液面產(chǎn)生的泡沫問(wèn)題；利用基于Canny算子的邊緣檢測(cè)方法得到刻度線表面輪廓, 再進(jìn)行圖像分割以及特征提取, 最后運(yùn)用基于數(shù)字字符結(jié)構(gòu)特征的決策樹(shù)算法將目標(biāo)字符正確的分類，進(jìn)而準(zhǔn)確的讀取刻度值。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)： 本系統(tǒng)通過(guò)圖像預(yù)處理技術(shù)獲得較清晰的圖像，利用基于Canny算子的邊緣檢測(cè)方法得到刻度線表面輪廓, 再進(jìn)行圖像分割以及特征提取, 最后運(yùn)用基于數(shù)字字符結(jié)構(gòu)特征的決策樹(shù)算法將目標(biāo)字符正確的分類，進(jìn)而準(zhǔn)確的讀取刻度值。 發(fā)明的目的： 本系統(tǒng)以寧夏地區(qū)奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)信息化需求為目標(biāo),研究適合于奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的技術(shù)和產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)牛只個(gè)體產(chǎn)奶量自動(dòng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備和相關(guān)信息系統(tǒng)， 集成科學(xué)養(yǎng)殖技術(shù)、科學(xué)管理和智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，建立管理和決策一體化的健康養(yǎng)殖系統(tǒng)。 創(chuàng)新點(diǎn)： 本系統(tǒng)將數(shù)字圖像處理和分析技術(shù)，以及模式識(shí)別等技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用。 從資料中我們可以看到，基于圖像處理技術(shù)的可讀識(shí)別已經(jīng)有許多的應(yīng)用場(chǎng)合，但是在奶量計(jì)量方面，我們首次引入了圖像處理技術(shù)。 本發(fā)明從快速、準(zhǔn)確的屏幕監(jiān)控?cái)?shù)字識(shí)別目標(biāo)出發(fā)，設(shè)計(jì)了基于字符結(jié)果特征的決策樹(shù)算法來(lái)對(duì)數(shù)字字符進(jìn)行識(shí)別：通過(guò)提取字符的凹陷區(qū)特征以及輪廓特征，構(gòu)造決策樹(shù)得出識(shí)別結(jié)果。該算法無(wú)論是對(duì)手寫(xiě)字符還是印刷體字符都有很好的適應(yīng)性，并且準(zhǔn)確度高。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 先進(jìn)性體現(xiàn)在系統(tǒng)有效地實(shí)現(xiàn)了計(jì)量瓶圖像在受外界環(huán)境和復(fù)雜背景等多種因素影響的情況下, 計(jì)量瓶刻度線和液面檢測(cè)的問(wèn)題,具有實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，精確地讀出計(jì)量瓶的數(shù)據(jù)，也大大的提高了產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率，節(jié)省了人力成本，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)本系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)量瓶圖像基本數(shù)據(jù)的采集、奶牛產(chǎn)奶量的精確讀取等功能，為提高養(yǎng)殖園區(qū)養(yǎng)殖規(guī)范化、屠宰規(guī)范化和管理信息化的水平以及牛奶質(zhì)量提供了一定的技術(shù)支持。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 獨(dú)家許可
作品可展示的形式
- 實(shí)物，圖片，磁盤(pán)，現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明： 本作品通過(guò)啟動(dòng)Matlab 7.0進(jìn)入到主界面，選擇打開(kāi)目標(biāo)程序后，會(huì)出現(xiàn)該系統(tǒng)的主要功能代碼，添加相應(yīng)的圖片，點(diǎn)擊運(yùn)行程序就可以得出結(jié)果。 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 本作品將圖像處理和模式識(shí)別等技術(shù)進(jìn)行集成應(yīng)用，操作系統(tǒng)可以選擇符合Windows 桌面系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者習(xí)慣的Window xp。開(kāi)發(fā)工具選用目前最為流行，功能強(qiáng)大的Matlab 7.0。 基于圖像處理技術(shù)的奶量自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，對(duì)實(shí)現(xiàn)寧夏和西部同類地區(qū)的養(yǎng)殖園區(qū)（小區(qū)）邁向現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集具有一定的借鑒作用和指導(dǎo)意義。在奶牛養(yǎng)殖園區(qū)、在質(zhì)量溯源、在市場(chǎng)和質(zhì)量監(jiān)控部門(mén)以及在野外現(xiàn)場(chǎng)對(duì)數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域?qū)⒕哂屑捌鋸V闊的推廣應(yīng)用前景。 經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)： 寧夏全區(qū)約有3000個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)，本系統(tǒng)如果在500個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)局部推廣應(yīng)用。按使用本系統(tǒng)的每個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)每年減少人員開(kāi)支，及奶牛養(yǎng)殖、屠宰、管理系統(tǒng)化所減少的成本500元計(jì)算，每年為500個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)減少開(kāi)支250000元，可以顯著地提高養(yǎng)殖戶的效益。
同類課題研究水平概述
- 奶業(yè)發(fā)展水平是作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)特別是畜牧業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。當(dāng)前世界奶業(yè)生產(chǎn)的基本格局是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家主導(dǎo)市場(chǎng)，牛奶及奶制品的數(shù)量和質(zhì)量都居世界前列。這些國(guó)家無(wú)論是奶業(yè)生產(chǎn)還是乳制品的加工水平都處于世界領(lǐng)先地位。在這樣的國(guó)際背景下，在國(guó)外催生了一批先進(jìn)的奶牛器械研究和制造公司，其中的計(jì)量設(shè)備的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和實(shí)踐應(yīng)用，已經(jīng)遙遙領(lǐng)先。其中主要的有兩種產(chǎn)奶量計(jì)量設(shè)備：一種由美國(guó)博美特公司生產(chǎn)，一種由瑞典的利拉伐公司生產(chǎn)。目前這兩家企業(yè)生產(chǎn)的計(jì)量設(shè)備均已在寧夏地區(qū)安裝使用。但是由于進(jìn)口設(shè)備價(jià)格昂貴的原因，其使用范圍都很有限。從實(shí)際來(lái)看，多數(shù)養(yǎng)殖企業(yè)都沒(méi)有充分利用這些設(shè)備，因此造成大量資產(chǎn)浪費(fèi)與流失，究其原因也由于這些先進(jìn)的設(shè)備操作復(fù)雜困難，難以維護(hù)等等。 圖像處理是在近幾十年來(lái)在計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路發(fā)展基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新興學(xué)科。數(shù)字圖像處理的應(yīng)用圖像是人類獲取和交換信息的主要來(lái)源,因此,圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域必然涉及到人類生活和工作的方方面面,目前已經(jīng)應(yīng)用于對(duì)月球、火星照片的處理，飛機(jī)遙感和衛(wèi)星遙感技術(shù)中，聲音、文字、圖像和數(shù)據(jù)結(jié)合的多媒體通信，導(dǎo)彈的精確末制導(dǎo),各種偵察照片的判讀,具有圖像傳輸、存儲(chǔ)和顯示的軍事自動(dòng)化指揮系統(tǒng),飛機(jī)、坦克和軍艦?zāi)M訓(xùn)練系統(tǒng)等等。但在畜牧業(yè)中的應(yīng)用較少，特別是近幾年由于食品安全的問(wèn)題和為了使畜牧業(yè)信息化，圖像處理在畜牧業(yè)中的應(yīng)用逐步開(kāi)展起來(lái)，但在奶牛產(chǎn)奶量自動(dòng)計(jì)量中還不曾使用。 隨著寧夏奶業(yè)的發(fā)展，奶量自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)越來(lái)越受到奶牛養(yǎng)殖戶的歡迎。寧夏奶業(yè)中養(yǎng)殖戶最主要的存在形式是養(yǎng)殖小區(qū)模式，而大多數(shù)養(yǎng)殖小區(qū)業(yè)主受經(jīng)濟(jì)實(shí)力制約，無(wú)力承受如此巨大的資金投入，于是在擠奶廳建設(shè)過(guò)程中他們只安裝自動(dòng)擠奶設(shè)備而未安裝計(jì)量設(shè)備。同時(shí)在這些設(shè)備當(dāng)中計(jì)量裝置所占成本份額要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擠奶設(shè)備，因此開(kāi)發(fā)一種測(cè)量精度高、價(jià)格低、實(shí)用性強(qiáng)的產(chǎn)奶量自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)便成為了當(dāng)務(wù)之急。
