用于确定甲壳动物物理属性的成像的制作方法
【专利说明】用于确定甲壳动物物理属性的成像
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年2月6日提交的，标题为“甲壳动物蜕皮阶段的确定”的美国临时专利申请序列N0.61/761，417，以及2013年11月15日提交的，标题为“用于确定甲壳动物物理属性的成像”的美国临时专利申请序列N0.61/904，698的优先权。这些申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及确定甲壳动物的一个或多个物理属性，特别地，涉及使用成像来确定物理属性。
【背景技术】
[0004]已知的是甲壳动物等许多水生无脊椎动物都经历蜕皮周期，期间旧的硬壳脱落，长出新的更大的软壳。根据蜕皮过程的阶段，随着内部躯体生长以占据新的更大的壳，甲壳动物的内部躯体，例如龙虾“肉”的部分，可占据新壳内部体积的部分减小。甲壳动物的内部结构，包括其器官、肉和肌肉，与其蜕皮后的新壳成比例地尺寸过小。为了“填满”蜕皮后尺寸过大的壳，甲壳动物在其内部结构中容纳并保留水份。结果是，蜕皮中甲壳动物(硬壳)通常得到高的产肉量，而蜕皮后(软壳)甲壳动物通常得到低的产肉量。
[0005]海产品通常为昂贵的食品，消费者需要考虑支付额外费用。反过来，消费者希望收到能体现所支付价格的高品质产品。例如，消费者经常为重量和/或尺寸而言较大的甲壳动物支付额外费用，并且通常会希望甲壳动物的尺寸与甲壳动物产出的肉量相对应。然而，由于蜕皮阶段的不同，蜕皮后较大的甲壳动物不会比蜕皮前或蜕皮中甲壳动物产出更多的肉。除了产肉率或“肉质”之外，甲壳动物的蜕皮状态也可指示健康状况，能够使海产品加工者在甲壳动物的储存和/或运输过程中评估预期的死亡率。
[0006]蜕皮中甲壳动物经常通过其壳的硬度进行识别。然而，该措施作为确定产肉量的手段是不可靠的，并很难在生产线上作为非侵入性手段进行实现。利用超声波或X射线扫描系统的感测系统上的其他尝试已经证明很难实现，并且无法精确区分不同的壳硬度和/或不同的产肉量。
[0007]确定蜕皮阶段所使用的其他方法包括血蛋白分析和腹肢分级(pleopodstaging)。这两种方法都是侵入性的，通常只适用于甲壳动物收捞或运输的子样本。这些方法也需要专门的训练，以便正确解释能准确确定蜕皮阶段或产肉量的结果。
[0008]也有经常手动地测量或确定的个体甲壳动物的其他物理属性。这些包括龙虾背甲长度，通常用于确定龙虾的大小，并且也在最小容许法定尺寸龙虾的收捞规定内使用的尺寸(例如，80-85_背甲长度，取决于捕鱼区)，破裂或损伤的外骨骼，脱落或破损的腿部，性另IJ，以及不同爪子、躯体和/或尾部测量值等壳的形态测定。
【发明内容】
[0009]根据一个实施例，一种装置，包括照相机，用于捕捉活甲壳动物的壳的图像；以及图案检测器，可操作地连接到照相机，用于根据捕捉图像(captured image)检测指示活甲壳动物的蜕皮阶段的图案的特征。
[0010]在一个实施例中，图像为活甲壳动物的可见光谱图像。
[0011]在一个实施例中，图像为活甲壳动物的红外光谱图像。
[0012]在一个实施例中，图像为活甲壳动物的紫外光谱图像。
[0013]在一个实施例中，图案检测器是进一步可操作的，用于根据由照相机捕捉的活甲壳动物的另一图像检测指示活甲壳动物的蜕皮阶段的图案的特征。
[0014]在一个实施例中，另一图像的图案不同于图像的图案。
[0015]在一个实施例中，照相机为已经被修改成去除红外滤光器的照相机。
[0016]在一个实施例中，照相机已经被进一步修改成包括可见光滤光器。
[0017]在一个实施例中，图案检测器为用于执行视觉检测软件的处理设备。
[0018]在一个实施例中，所述装置也包括用于照射活甲壳动物的照射源。
[0019]在一个实施例中，照射源提供一个或多个可见的、红外的和紫外的光谱分量。
[0020]在一个实施例中，照射源可操作地连接到照相机，并且照相机控制照射源，用于照射活甲壳动物。
[0021 ] 在一个实施例中，照相机控制照射源，用于在图像将要被捕捉时照射活甲壳动物。
[0022]在一个实施例中，照相机控制照射源，用于仅在特定操作条件下照射活甲壳动物的照射源。
[0023]在一个实施例中，照射源为照相机的闪光灯。
[0024]在一个实施例中，装置也包括电源，可操作地被连接，用于向照相机和图案检测器供电。
[0025]在一个实施例中，装置也包括控制器，可操作地被连接到图案检测器，用于基于检测控制活甲壳动物的后续处理。
[0026]在一个实施例中，后续处理包括以下中的一个或多个:分级活甲壳动物；筛选出较低品质甲壳动物；允许或阻止活甲壳动物进入捕获笼。
[0027]在一个实施例中，装置在以下中的一个或多个中实现:传送机尺寸分级系统，用于确定活甲壳动物的蜕皮阶段或品质；船只或工厂(Plant)环境，其中活甲壳动物放置在照相机下方，并且由图案检测器提供对于其品质或蜕皮阶段的响应；包装区域，其中活甲壳动物可以被包装工在监视器上查看，以便在包装运输箱的同时筛选出较低品质甲壳动物；移动电话，用于检测品质和/或蜕皮阶段，其中照相机包括移动电话的内置照相机；手持设备；捕获笼，基于图案检测器的确定而拒绝较低品质活甲壳动物进入。
[0028]在一个实施例中，图案检测器是可操作的，用于接收包括由照相机捕捉的捕捉图像的多个图像，并且基于多个图像检测指示活甲壳动物的蜕皮阶段的图案的特征。
[0029]在一个实施例中，多个图像包括不同类型的图像。
[0030]在一个实施例中，装置也包括可切换滤光器，其包括使照相机能够捕捉不同类型的图像的多个滤光器。
[0031]在一个实施例中，多个滤光器可移入且可移出照相机和活甲壳动物之间的成像光路。
[0032]在一个实施例中，多个滤光器可移入且可移出照射源和活甲壳动物之间的照射光路。
[0033]指示蜕皮阶段的图案的特征应包括以下中的一个或多个:壳的捕捉图像中预定图案的不存在/存在；壳的捕捉图像中预定图案的亮度；以及壳的捕捉图像中壳的整个图案的亮度。
[0034]装置也包括全球定位系统(GPS)接收机，用于提供与捕捉图像相关联的位置信息。
[0035]—种方法包括:捕捉活甲壳动物的壳的图像；以及根据捕捉图像检测指示活甲壳动物的蜕皮阶段的图案的特征。
[0036]在一个实施例中，捕捉涉及捕捉活甲壳动物的可见光谱图像。
[0037]在一个实施例中，捕捉涉及捕捉活甲壳动物的红外光谱图像。
[0038]在一个实施例中，捕捉涉及捕捉活甲壳动物的紫外光谱图像。
[0039]在一个实施例中，该方法也包括:捕捉活甲壳动物的另一图像；根据另一图像检测指示活甲壳动物的蜕皮阶段的图案的特征。
[0040]在一个实施例中，另一图像的图案不同于图像的图案。
[0041 ] 在一个实施例中，捕捉涉及利用已经被修改成去除红外滤光器的照相机来捕捉红外图像。
[0042]在一个实施例中，捕捉涉及利用已经被修改成去除红外滤光器并包括可见光滤光器的照相机来捕捉红外图像。
[0043]在一个实施例中，检测涉及训练视觉检测软件用于检测图案的特征。
[0044]在一个实施例中，方法也包括照射活甲壳动物。
[0045]在一个实施例中，照射涉及利用一个或多个可见的、红外的和紫外的光谱分量照射活甲壳动物。
[0046]在一个实施例中，方法也包括基于检测控制活甲壳动物的后续处理。
[0047]在一个实施例中，后续处理涉及以下中的一个或多个:分级活甲壳动物；筛选出较低品质甲壳动物；允许或阻止活甲壳动物进入捕获笼。
[0048]在一个实施例中，捕捉涉及捕捉多个图像，多个图像包括捕捉图像，并且检测涉及基于多个图像检测指示活甲壳动物的蜕皮阶段的图案的特征。
[0049]在一个实施例中，多个图像包括不同类型的图像。
[0050]在一个实施例中，该方法也包括将多个滤光器移入和移出光路，以便能够捕捉不同类型的图像。
[0051]在一个实施例中，光路为照相机和活甲壳动物之间的成像光路。
[0052]在一个实施例中，光路为照射源和活甲壳动物之间的照射光路。
[0053]特征应包括以下中的一个或多个:壳的捕捉图像中预定图案的不存在/存在；壳的捕捉图像中预定图案的亮度；以及壳的捕捉图像中壳的整个图案的亮度。
[0054]该方法也包括:收集位置信息；关联位置信息与捕捉图像。
[0055]也公开了一种机器视觉系统的应用，用来捕捉活甲壳动物的图像，并且根据捕捉图像检测指示活甲壳动物的蜕皮阶段的图案的特征。
[0056]也提供了一种装置，包括照相机，用于捕捉活甲壳动物的壳的图像；图像处理器，可操作地连接到照相机，用于处理捕捉图像，以便确定活甲壳动物的物理属性。
[0057]在一些实施例中，物理属性包括以下中的一个或多个:蜕皮阶段；背甲长度；壳缺陷；脱落或破损的腿部；性别；壳的形态测定。
[0058]在一些实施例中，图像包括活甲壳动物的可见光谱图像。
[0059]在一些实施例中，图像包括活甲壳动物的红外光谱图像。
[0060]在一些实施例中，图像包括活甲壳动物的紫外光谱图像。
[0061]在一些实施例中，图像处理器是进一步可操作的，用于根据由照相机捕捉的活甲壳动物的另一图像确定活甲壳动物的物理属性。
[0062]在一些实施例中，根据另一图像确定的物理属性不同于根据图像确定的物理属性。
[0063]在一些实施例中，照相机包括已经被修改成去除红外滤光器的照相机。
[0064]在一些实施例中，照相机已经被进一步修改成包括可见光滤光器。
[0065]在一些实施例中，图像处理器包括用于执行视觉检测软件的处理设备。
[0066]在一些实施例中，装置也包括用于照射活甲壳动物的照射源。
[0067]在一些实施例中，照射源提供一个或多个可见的、红外的和紫外的光谱分量。
[0068]在一些实施例中，照射源可操作地连接到照相机，并且照相机控制照射源，用于照射活甲壳动物。
[0069]在一些实施例中，照相机控制照射源，用于在图像将要被捕捉时照射活甲壳动物。
[0070]在一些实施例中，照相机控制照射源，用于仅在特定操作条件下照射活甲壳动物。
[0071]在一些实施例中，照射源包括照相机的闪光灯。
[0072]在一些实施例中，装置也包括电源，可操作地被连接，用于向照相机和图案检测器供电。
[0073]在一些实施例中，装置也包括控制器，可操作地被连接到图像处理器，用于基于确定的物理属性控制活甲壳动物的后续处理。
[0074]在一