基本信息
- 项目名称：
- 基于图像识别技术的奶量自动计量系统的研发
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 基于图像识别技术的奶牛产奶量自动计量系统，通过图像采集设备对奶量计量瓶的液面高度和刻度进行采集，并利用图像分析知识和识别算法自动识别并且读出计量瓶里牛奶的当前刻度读数。
- 详细介绍：
- 本系统通过图像预处理技术获得较清晰的图像，其中较为关键的是通过图像的相减运算，很好的解决了牛奶液面产生的泡沫问题；利用基于Canny算子的边缘检测方法得到刻度线表面轮廓, 再进行图像分割以及特征提取, 最后运用基于数字字符结构特征的决策树算法将目标字符正确的分类，进而准确的读取刻度值。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计： 本系统通过图像预处理技术获得较清晰的图像，利用基于Canny算子的边缘检测方法得到刻度线表面轮廓, 再进行图像分割以及特征提取, 最后运用基于数字字符结构特征的决策树算法将目标字符正确的分类，进而准确的读取刻度值。 发明的目的： 本系统以宁夏地区奶牛养殖场信息化需求为目标,研究适合于奶牛养殖场基础数据采集的技术和产品，开发牛只个体产奶量自动数据采集设备和相关信息系统， 集成科学养殖技术、科学管理和智能化农业机械设备，建立管理和决策一体化的健康养殖系统。 创新点： 本系统将数字图像处理和分析技术，以及模式识别等技术进行综合应用。 从资料中我们可以看到，基于图像处理技术的可读识别已经有许多的应用场合，但是在奶量计量方面，我们首次引入了图像处理技术。 本发明从快速、准确的屏幕监控数字识别目标出发，设计了基于字符结果特征的决策树算法来对数字字符进行识别：通过提取字符的凹陷区特征以及轮廓特征，构造决策树得出识别结果。该算法无论是对手写字符还是印刷体字符都有很好的适应性，并且准确度高。
科学性、先进性
- 先进性体现在系统有效地实现了计量瓶图像在受外界环境和复杂背景等多种因素影响的情况下, 计量瓶刻度线和液面检测的问题,具有实时性和准确性等优点。同时，精确地读出计量瓶的数据，也大大的提高了产业的生产效率，节省了人力成本，提高了企业经济效益。通过本系统，实现了计量瓶图像基本数据的采集、奶牛产奶量的精确读取等功能，为提高养殖园区养殖规范化、屠宰规范化和管理信息化的水平以及牛奶质量提供了一定的技术支持。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 独家许可
作品可展示的形式
- 实物，图片，磁盘，现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 本作品通过启动Matlab 7.0进入到主界面，选择打开目标程序后，会出现该系统的主要功能代码，添加相应的图片，点击运行程序就可以得出结果。 技术特点和优势： 本作品将图像处理和模式识别等技术进行集成应用，操作系统可以选择符合Windows 桌面系统开发者习惯的Window xp。开发工具选用目前最为流行，功能强大的Matlab 7.0。 基于图像处理技术的奶量自动计量系统的开发应用，对实现宁夏和西部同类地区的养殖园区（小区）迈向现场数据自动化采集具有一定的借鉴作用和指导意义。在奶牛养殖园区、在质量溯源、在市场和质量监控部门以及在野外现场对数据采集等领域将具有及其广阔的推广应用前景。 经济效益预测： 宁夏全区约有3000个养殖场，本系统如果在500个养殖场局部推广应用。按使用本系统的每个养殖场每年减少人员开支，及奶牛养殖、屠宰、管理系统化所减少的成本500元计算，每年为500个养殖场减少开支250000元，可以显著地提高养殖户的效益。
同类课题研究水平概述
- 奶业发展水平是作为现代农业特别是畜牧业发展水平的重要标志。当前世界奶业生产的基本格局是欧美发达国家主导市场，牛奶及奶制品的数量和质量都居世界前列。这些国家无论是奶业生产还是乳制品的加工水平都处于世界领先地位。在这样的国际背景下，在国外催生了一批先进的奶牛器械研究和制造公司，其中的计量设备的生产技术经过多年的发展和实践应用，已经遥遥领先。其中主要的有两种产奶量计量设备：一种由美国博美特公司生产，一种由瑞典的利拉伐公司生产。目前这两家企业生产的计量设备均已在宁夏地区安装使用。但是由于进口设备价格昂贵的原因，其使用范围都很有限。从实际来看，多数养殖企业都没有充分利用这些设备，因此造成大量资产浪费与流失，究其原因也由于这些先进的设备操作复杂困难，难以维护等等。 图像处理是在近几十年来在计算机和大规模集成电路发展基础上发展起来的新兴学科。数字图像处理的应用图像是人类获取和交换信息的主要来源,因此,图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面,目前已经应用于对月球、火星照片的处理，飞机遥感和卫星遥感技术中，声音、文字、图像和数据结合的多媒体通信，导弹的精确末制导,各种侦察照片的判读,具有图像传输、存储和显示的军事自动化指挥系统,飞机、坦克和军舰模拟训练系统等等。但在畜牧业中的应用较少，特别是近几年由于食品安全的问题和为了使畜牧业信息化，图像处理在畜牧业中的应用逐步开展起来，但在奶牛产奶量自动计量中还不曾使用。 随着宁夏奶业的发展，奶量自动计量系统越来越受到奶牛养殖户的欢迎。宁夏奶业中养殖户最主要的存在形式是养殖小区模式，而大多数养殖小区业主受经济实力制约，无力承受如此巨大的资金投入，于是在挤奶厅建设过程中他们只安装自动挤奶设备而未安装计量设备。同时在这些设备当中计量装置所占成本份额要远远大于挤奶设备，因此开发一种测量精度高、价格低、实用性强的产奶量自动计量系统便成为了当务之急。
