基于U弦长曲率的抗旋转性广义Hough变换算法

针对广义Hough变换(GHT)算法匹配发生旋转图像中的目标形状时发生误匹配的问题,提出一种基于U弦长曲率的具有抗旋转性的广义Hough变换算法。首先,对模板形状采用边缘点的U弦长曲率和偏移向量等特征构建具有旋转不变性的修改的R-表;其次,以图像中边缘点的曲率作为索引,查找构建的R-表得到偏移向量等信息;最后,根据查得的信息计算图像中目标形状的可能的参考点位置进行投票。根据投票结果即可提取出图像中目标形状的位置。当图像中目标形状分别旋转0°、2°、4°、5°、6°时,提出的算法的匹配结果均在图像中目标形状位置具有非常明显的峰值。仿真结果表明,改进的广义Hough变换(I-GHT)算法具有良好的抗旋转性和抗噪性。

基于深度图像的多姿态肉牛体尺自动测量方法

养殖场中肉牛较为活跃,采集得到的图像数据中肉牛姿态多变,肉牛姿态端正帧较少,导致自动测量肉牛体尺困难。针对以上问题,本研究通过分析肉牛骨架特征和肉牛图像边缘轮廓特征,提出一种多姿态肉牛体尺自动测量方法。首先,利用深度相机Azure Kinect DK从正上方采集肉牛俯视深度视频数据,对视频数据进行分帧处理;其次,对原始深度图像进行预处理,将肉牛从复杂的背景中提取出来;再次,利用Zhang-Suen算法提取目标图像肉牛骨架,检测骨架交点和端点,分析肉牛头部特征,并确定头部去除点,去除图像中肉牛头部信息;最后,利用改进的U弦长曲率算法提取肉牛轮廓曲率曲线,根据曲率值确定体尺测点,将体尺测点转换到三维空间中,计算体尺参数。本研究通过分析大量深度图像数据,将图像中肉牛姿态分为左歪、右歪、姿态端正、低头和抬头五类。试验结果表明,本研究提出的基于骨架的多姿态肉牛头部去除方法在5种姿态下的头部去除成功率均高于92%;在23头肉牛不同姿态共46帧深度图像中,利用基于改进U弦长曲率的体尺测点提取方法,测得体直长测量的平均绝对误差为2.73 cm,体高测量的平均绝对误差为2.07 cm,腹宽测量的平均绝对误差为1.47 cm。研究结果可为精确测量多姿态下肉牛体尺提供支撑。