基于三维图像分析的水体生物跟踪方法、装置及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及基于三维图像分析的水体生物跟踪方法、装置及系统。因水体生物在xyz的三维空间游动，而摄像机只在xy平面进行监测，所以当水体生物的xy坐标相同而z坐标不同时，即发生交叉现象。针对这种交叉现象，本发明采用三组摄像机分别在三个平面上拍摄，将拍摄画面传送至计算机，以xy平面分析为主，当xy平面识别出的团块个数少于预先存储的个数时，启动交叉误识别算法，分析yz、xz平面信息，确定xy平面团块中哪个是由多个水体生物构成，并且标识该团块中的不同ID。本发明解决用单个摄像机跟踪水体生物的方法在水体生物交叉游动情况下存在的误识别问题以及为了解决交叉现象，利用一般性的多维建模映射存在消耗资源过多的情况。
【专利说明】基于三维图像分析的水体生物跟踪方法、装置及系统
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及水体生物跟踪技术。
[0003]
【背景技术】 [0004]现在基于图像分析方法的水体生物跟踪技术，一般都是通过连续性分析二维图像，计算当前图像的背景画面，再将每帧画面与背景画面相减，得到水体生物的团块。团块编号则采用ID (唯一标识号)最小距离延续算法，默认继承上一帧最近的一个团块ID。由于图像是二维的，而水体生物活动范围是三维的，难免出现两个或多个水体生物垂直于摄像机前后交错游动，造成在二维图像上重叠的现象。这样一来，目前的图像分析方法，就只能将两个水体生物识别成为一个团块，再基于ID最小距离延续算法，重叠的团块被当成了一个水体生物，只能就近继承上一帧最近的一个团块ID，另一个团块ID就有可能被其他水体生物误继承。二维图像拍摄与识别在这种极端情况下可能存在未能完全识别每条水体生物，并且整体ID标识错误的问题。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提出一种基于三维图像分析的水体生物跟踪方法、装置及系统，其能解决误继承的问题。
[0007]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下:
基于三维图像分析的水体生物跟踪方法，其包括以下步骤:
步骤1、从当前帧的第一图像中解析出用于代表水体生物的团块的数量及各团块的中心坐标，所述第一图像为缸体的X-Y平面图像，所述水体生物位于所述缸体内；
步骤2、当当前帧的第一图像的团块的数量与存储的数量不相等时，读取当前帧的辅助图像，所述当前帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算当前帧的辅助图像的各团块的中心坐标相互之间的非Z轴的差值，将所述差值小于预设差值的当前帧的辅助图像的至少二个团块记为待绑定团块；所述辅助图像为第二图像或第三图像，第二图像为缸体的x-z平面图像，第三图像为缸体的Y-Z平面图像；
步骤3、计算当前帧的第一图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标的非Z轴之间的第一距离，将最小的第一距离对应的当前帧的第一图像的团块记为NID团块，所述NID团块由待绑定团块构成；
步骤4、读取上一帧的辅助图像，上一帧的辅助图像的各团块均具有一唯一标识号，计算上一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第二距离，将最小的第二距离对应的上一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的待绑定团块继承对应的唯一标识号。
[0008]优选的，步骤4之后还有以下步骤:
步骤5、读取下一帧的第一图像，所述下一帧的第一图像的团块的数量与存储的数量相等，读取下一帧的辅助图像，所述下一帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算下一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第三距离，将最小的第三距离对应的下一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的下一帧的辅助图像的团块继承对应的唯一标识号；
步骤6、计算下一帧的第一图像的各团块的中心坐标与对应的下一帧的辅助图像的团块的中心坐标的非Z轴之间的第四距离，将最小的第四距离对应的下一帧的第一图像的团块和对应的下一帧的辅助图像的团块进行关联，以使对应的下一帧的第一图像的团块继承对应的唯一标识号。
[0009]本发明还提出了一种基于三维图像分析的水体生物跟踪装置，其包括以下模块: 第一模块，用于从当前帧的第一图像中解析出用于代表水体生物的团块的数量及各团
块的中心坐标，所述第一图像为缸体的X-Y平面图像，所述水体生物位于所述缸体内；
第二模块，用于当当前帧的第一图像的团块的数量与存储的数量不相等时，读取当前帧的辅助图像，所述当前帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算当前帧的辅助图像的各团块的中心坐标相互之间的非Z轴的差值，将所述差值小于预设差值的当前帧的辅助图像的至少二个团块记为待绑定团块；所述辅助图像为第二图像或第三图像，第二图像为缸体的X-Z平面图像，第三图像为缸体的Y-Z平面图像；
第三模块，用于计算当前帧的第一图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标的非Z轴之间的第一距离，将最小的第一距离对应的当前帧的第一图像的团块记为NID团块，所述NID团块由待绑定团块构成；
第四模块，用于读取上一帧的辅助图像，上一帧的辅助图像的各团块均具有一唯一标识号，计算上一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第二距离，将最小的第二距离对应的上一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的待绑定团块继承对应的唯一标识号。
[0010]优选的，第四模块之后还有以下模块:
第五模块，用于读取下一帧的第一图像，所述下一帧的第一图像的团块的数量与存储的数量相等，读取下一帧的辅助图像，所述下一帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算下一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第三距离，将最小的第三距离对应的下一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的下一帧的辅助图像的团块继承对应的唯一标识号；
第六模块，用于计算下一帧的第一图像的各团块的中心坐标与对应的下一帧的辅助图像的团块的中心坐标的非Z轴之间的第四距离，将最小的第四距离对应的下一帧的第一图像的团块和对应的下一帧的辅助图像的团块进行关联，以使对应的下一帧的第一图像的团块继承对应的唯一标识号。
[0011]本发明还公开了一种基于三维图像分析的水体生物跟踪系统，其包括用于放置水体生物的缸体、用于拍摄缸体的X-Y平面并转换成第一图像的第一摄像机、用于拍摄缸体的X-Z平面并转换成第二图像的第二摄像机、用于拍摄缸体的Y-Z平面并转换成第三图像的第三摄像机以及用于获取第一图像、第二图像和第三图像的计算机；所述计算机包括以下模块:
第一模块，用于从当前帧的第一图像中解析出用于代表水体生物的团块的数量及各团块的中心坐标；
第二模块，用于当当前帧的第一图像的团块的数量与存储的数量不相等时，读取当前帧的辅助图像，所述当前帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算当前帧的辅助图像的各团块的中心坐标相互之间的非Z轴的差值，将所述差值小于预设差值的当前帧的辅助图像的至少二个团块记为待绑定团块；所述辅助图像为第二图像或第三图像；
第三模块，用于计算当前帧的第一图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标的非Z轴之间的第一距离，将最小的第一距离对应的当前帧的第一图像的团块记为NID团块，所述NID团块由待绑定团块构成；
第四模块，用于读取上一帧的辅助图像，上一帧的辅助图像的各团块均具有一唯一标识号，计算上一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第二距离，将最小的第二距离对应的上一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的待绑定团块继承对应的唯一标识号。
[0012]优选的，第四模块之后还有以下模块:
第五模块，用于读取下一帧的第一图像，所述下一帧的第一图像的团块的数量与存储的数量相等，读取下一帧的辅助图像，所述下一帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算下一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第三距离，将最小的第三距离对应的下一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的下一帧的辅助图像的团块继承对应的唯一标识号；
第六模块，用于计算下一帧的第一图像的各团块的中心坐标与对应的下一帧的辅助图像的团块的中心坐标的非Z轴之间的第四距离，将最小的第四距离对应的下一帧的第一图像的团块和对应的下一帧的辅助图像的团块进行关联，以使对应的下一帧的第一图像的团块继承对应的唯一标识号。
[0013]优选的，上述缸体呈矩形形状。
[0014]优选的，上述水体生物包括鱼类生物、哺乳类生物、软体类生物中的一种或多种。
[0015]本发明具有如下有益效果:
采用三台摄像机对缸体的三个平面进行图像采集，克服了用单个摄像机跟踪捕捉水体生物的技术在水体生物交叉游动情况下存在的误识别的问题以及为了解决交叉现象，利用一般性的多维建模映射存在消耗资源过多的情况。
[0016]【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明较佳实施例的基于三维图像分析的水体生物跟踪方法的原理流程图；
图2为本发明较佳实施例的基于三维图像分析的水体生物跟踪系统的结构示意图；
图3为本发明较佳实施例的基于三维图像分析的水体生物跟踪方法的一种软件流程图。[0018]
【具体实施方式】
[0019]下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述。
[0020]结合图1和图2所示，一种基于三维图像分析的水体生物跟踪方法，其包括以下步骤:
步骤S1、从当前帧的第一图像中解析出用于代表水体生物的团块的数量及各团块的中心坐标，所 述第一图像为缸体5的X-Y平面图像，所述水体生物位于所述缸体5内。团块的提取及团块的中心坐标计算与现有技术相同，例如，利用高斯混合模型方法计算出画面背景，再将当前画面减去背景，计算得出代表水体生物的团块，综合团块轮廓模型计算出团块中心点坐标。
[0021]步骤S2、当当前帧的第一图像的团块的数量与存储的数量不相等时，读取当前帧的辅助图像，所述当前帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算当前帧的辅助图像的各团块的中心坐标相互之间的非Z轴的差值，将所述差值小于预设差值(如I)的当前帧的辅助图像的至少二个团块记为待绑定团块。所述辅助图像为第二图像或第三图像，第二图像为缸体5的X-Z平面图像，第三图像为缸体5的Y-Z平面图像。
[0022]步骤S3、计算当前帧的第一图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标的非Z轴之间的第一距离，将最小的第一距离对应的当前帧的第一图像的团块记为NID团块，所述NID团块由待绑定团块构成。
[0023]步骤S4、读取上一帧的辅助图像，上一帧的辅助图像的各团块均具有一唯一标识号(ID)，计算上一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第二距离，将最小的第二距离对应的上一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的待绑定团块继承对应的唯一标识号。至此，可以确定NID团块是由哪些团块ID构成。
[0024]步骤S5、读取下一帧的第一图像，所述下一帧的第一图像的团块的数量与存储的数量相等，读取下一帧的辅助图像，所述下一帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算下一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第三距离，将最小的第三距离对应的下一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的下一帧的辅助图像的团块继承对应的唯一标识号。使辅助图像的团块ID与待绑定团块的团块ID对应。
[0025]步骤S6、计算下一帧的第一图像的各团块的中心坐标与对应的下一帧的辅助图像的团块的中心坐标的非Z轴之间的第四距离，将最小的第四距离对应的下一帧的第一图像的团块和对应的下一帧的辅助图像的团块进行关联，以使对应的下一帧的第一图像的团块继承对应的唯一标识号。使辅助图像的团块ID映射至第一图像的团块ID，从而可以实现第一图像的团块ID准确的继承NID团块中的待绑定团块的团块ID。
[0026]本实施例还公开了一种基于三维图像分析的水体生物跟踪装置，其包括以下模块:
第一模块，用于从当前帧的第一图像中解析出用于代表水体生物的团块的数量及各团块的中心坐标，所述第一图像为缸体的X-Y平面图像，所述水体生物位于所述缸体内； 第二模块，用于当当前帧的第一图像的团块的数量与存储的数量不相等时，读取当前帧的辅助图像，所述当前帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算当前帧的辅助图像的各团块的中心坐标相互之间的非Z轴的差值，将所述差值小于预设差值的当前帧的辅助图像的至少二个团块记为待绑定团块；所述辅助图像为第二图像或第三图像，第二图像为缸体的X-Z平面图像，第三图像为缸体的Y-Z平面图像；
第三模块，用于计算当前帧的第一图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标的非Z轴之间的第一距离，将最小的第一距离对应的当前帧的第一图像的团块记为NID团块，所述NID团块由待绑定团块构成；
第四模块，用于读取上一帧的辅助图像，上一帧的辅助图像的各团块均具有一唯一标识号，计算上一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第二距离，将最小的第二距离对应的上一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的待绑定团块继承对应的唯一标识号；
第五模块，用于读取下一帧的第一图像，所述下一帧的第一图像的团块的数量与存储的数量相等，读取下一帧的辅助图像，所述下一帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算下一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第三距离，将最小的第三距离对应的下一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的下一帧的辅助图像的团块继承对应的唯一标识号；
第六模块，用于计算下一帧的第一图像的各团块的中心坐标与对应的下一帧的辅助图像的团块的中心坐标的非Z轴之间的第四距离，将最小的第四距离对应的下一帧的第一图像的团块和对应的下一帧的辅助图像的团块进行关联，以使对应的下一帧的第一图像的团块继承对应的唯一标识号。
[0027]如图2所示，本实施例还公开了一种基于三维图像分析的水体生物跟踪系统，其包括用于放置水体生物的缸体5、用于拍摄缸体5的X-Y平面并转换成第一图像的第一摄像机1、用于拍摄缸体的X-Z平面并转换成第二图像的第二摄像机2、用于拍摄缸体的Y-Z平面并转换成第三图像的第三摄像机3以及用于获取第一图像、第二图像和第三图像的计算机4。
[0028]所述计算机4包括以下模块:
第一模块，用于从当前帧的第一图像中解析出用于代表水体生物的团块的数量及各团块的中心坐标；
第二模块，用于当当前帧的第一图像的团块的数量与存储的数量不相等时，读取当前帧的辅助图像，所述当前帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算当前帧的辅助图像的各团块的中心坐标相互之间的非Z轴的差值，将所述差值小于预设差值的当前帧的辅助图像的至少二个团块记为待绑定团块；所述辅助图像为第二图像或第三图像；
第三模块，用于计算当前帧的第一图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标的非Z轴之间的第一距离，将最小的第一距离对应的当前帧的第一图像的团块记为NID团块，所述NID团块由待绑定团块构成；
第四模块，用于读取上一帧的辅助图像，上一帧的辅助图像的各团块均具有一唯一标识号，计算上一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第二距离，将最小的第二距离对应的上一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的待绑定团块继承对应的唯一标识号；
第五模块，用于读取下一帧的第一图像，所述下一帧的第一图像的团块的数量与存储的数量相等，读取下一帧的辅助图像，所述下一帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算下一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第三距离，将最小的第三距离对应的下一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的下一帧的辅助图像的团块继承对应的唯一标识号；
第六模块，用于计算下一帧的第一图像的各团块的中心坐标与对应的下一帧的辅助图像的团块的中心坐标的非Z轴之间的第四距离，将最小的第四距离对应的下一帧的第一图像的团块和对应的下一帧的辅助图像的团块进行关联，以使对应的下一帧的第一图像的团块继承对应的唯一标识号。
[0029]本实施例的缸体5大致呈矩形形状。本实施例的水体生物可以是鱼类生物、哺乳类生物、软体类生物中的一种或多种。
[0030]为了便于理解，结合图3所示，为本实施例的一种软件流程图。
[0031 ] 步骤SlOl:将第一摄像机I对准缸体5的X-Y平面，将第二摄像机2对准缸体5的X-Z平面，将第三摄像机3对准缸体5的Y-Z平面，通过计算机4对第一摄像机1、第二摄像机2和第三摄像机3提供的图像进行坐标校准。
[0032]步骤S102:读取来自第一摄像机I的第一图像；
步骤S103:第一图像进行处理，从第一图像中提取出团块的数量、中心坐标，并对提取出的团块进行不重复的编号，即使各团块对应一 ID。
[0033]步骤S104:计算第一图像中的各团块的中心坐标对应的坐标轴坐标相互之间的差值，判断所述差值是否存在有小于预设差值的值，若是，则执行步骤S105，若否，则执行步骤 S106。
[0034]步骤S105:读取第二图像和第三图像，并且根据非Z轴的最小距离算法，将第一图像的团块ID映射至第二图像的团块和第三图像的团块。以第二图像为例进行说明非Z轴的最小距离算法，计算第二图像的各团块的中心坐标的非Z轴与第一图像的各团块的中心坐标的距离，将距离最小的两个分别位于第一图像、第二图像的团块进行对应，就可以把已确定的第一图像的团块ID映射至第二图像的团块。
[0035]步骤S106:判断第一图像的团块的数量是否与预先存储的团块的数量相等，若相等，则执行步骤S108，否则，执行步骤S107 ；
步骤S107:选择第二图像或第三图像作为分析基础，选择的原则是，哪一个平面的图像的团块数量与存储的团块的数量相等就选择哪个平面的图像，例如，第二图像的团块的数量与存储的团块的数量相等，就选择第二图像。选好了第二图像后，计算第二图像的各团块的中心坐标相互之间的非Z轴的差值，将差值小于预设差值的第二图像的团块记录为待绑定团块，计算第一图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标的非Z轴之间的距离，将与最小距离对应的第一图像的团块记为NID团块，也就是说，NID团块由待绑定团块构成。根据非Z轴的最小距离算法，将第二图像的团块ID映射至NID团块，以确定NID团块由哪些团块ID构成。
[0036]步骤S108:判断团块ID是否继承于NID团块，若是，则执行步骤S109，若否，则执行步骤S110。判断的过程为，当当前帧的第一图像的团块数量与上一帧的第一图像的团块数量相等，则判断为是，否则，判断为否。
[0037]步骤S109:根据两帧第一图像的各团块之间的最小距离的对应关系，直接将当前帧的第一图像的团块的团块ID继承上一帧的第一图像的团块的团块ID即可。
[0038]步骤SllO:根据非Z轴的最小距离算法，将第二图像的待绑定团块的团块ID映射至第一图像对应的团块，从而可以确定第一图像的团块继承于NID团块中的哪个团块ID。需要说明的是，不继承于NID团块的团块ID则根据两帧第一图像的除NID团块以外的各团块之间的最小距离的对应关系，直接将当前帧的第一图像的团块的团块ID继承上一帧的第一图像的团块的团块ID即可。
[0039]下面，列举具体的示例对本实施例的NID团块的确定以及继承进行说明。
[0040]辅助图像的采用，是判定了第一图像有交叉现象，但不知道哪两个或三个交叉的时候开始启动。例如本该五个团块，(10，34，4) ; (12，32，98) ; (18，46，34) ; (45，36，78);(56，78，45)，突然第一图像只识别到了四个团块(11，33 ) ; (18，46 ) ; (45，36 ) ; (56，78 )，另一个不见了。根据流程，就开始对(x，z)平面进行分析，在(x，z)平面，五个个体是分开的(10，4) ;(12,98) ;(18，34) ;(45，78) ; (56，45)，所以，在这个平面我们可以看到5个团块。但怎么确定5个团块哪两个前后交叉了，组成了 U，y)平面的那个交叉团块呢？那个交叉团块又是哪个呢？首先，在(x，y)平面有交叉，就认为这两个本该分开的团块，他们的中心(x，y)坐标应该是非常相近的，不然也不会发生这种现象。所以，在(χ，ζ)平面内，我就寻找，是不是有两个坐标的X值足够小，(10与12之间只差2，是差值最小的)就认为这两个团块组成了 U，y)平面的交叉团块。由于在拍摄之前三个面的U，y, z)都进行了校准，所以我们认为这两个交叉团块对应的U，y)平面团块的X值和那两个交叉团块非常相近(10、12离得最近的是11，所以认为Xz面的(10，4) ;(12，98)构成了 xy面的(11，33))，至此确定团块。所以，我们把(11，33)标为NID团块，并记录构成他的Xz面团块。NID团块的标号由多个团块组成。上一帧时，在xy面(14，31) ; (12，98)这两个团块x轴小于预设差值，即很近但还没有挨着的时候时，计算机会记录在XZ, yz面所有团块的ID,按照非z轴对应原则映射，例如，(14，31)这个团块ID为3，映射到XZ面，则是X轴离14最近的团块，例如xz面(14，5) yz面(31，6)都认为是ID为3。按这种方法记录另两个面的团块ID。一旦判断出有NID团块并且要给NID团块确定是哪些个ID组成的，则切换到辅助图像去找。现在我们已经知道了 NID团块是哪两个团块组成的，只需要利用距离最小继承原则，在xz面将ID继承。例如，在xz面，现在xz面(10，4)这个团块如果离上一帧的(14，5)团块距离最近的话，就认为(10，4)这个团块ID为3，同理，找到(12，98)这个xz面ID为4，并记录这些辅助图像的ID情况。则xy面的NID团块为3、4。如果一个团块在xy面要发现自己离上一帧的NID团块最近，自己的ID要继承，但不知道是继承3还是4，这时候也是切换到辅助图像来看。同理利用非Z轴对应，然后继承ID，最后给到xy面正确的ID。
[0041 ] 本实施例解决了用单个摄像机跟踪捕捉水体生物的方法在水体生物交叉游动情况下存在的误识别问题。因水体生物在xyz的三维空间游动，而摄像机只在xy平面进行监测，所以当水体生物的xy坐标相同而z坐标不同时，即发生交叉现象。针对这种交叉现象，本实施例采用了三组摄像机分别在U，y)、(y，z)、(X，z)平面上拍摄，将拍摄画面传送至计算机，以(x，y)平面分析为主，当(x，y)平面识别出的团块个数少于预先存储的个数时，即启动交叉误识别算法，开始分析(y，z), (x, z)平面信息，确定U，y)平面团块中哪个是由多个水体生物构成,并且标识该团块中的不同ID。
[0042]对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1.基于三维图像分析的水体生物跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、从当前帧的第一图像中解析出用于代表水体生物的团块的数量及各团块的中心坐标，所述第一图像为缸体的X-Y平面图像，所述水体生物位于所述缸体内； 步骤2、当当前帧的第一图像的团块的数量与存储的数量不相等时，读取当前帧的辅助图像，所述当前帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算当前帧的辅助图像的各团块的中心坐标相互之间的非Z轴的差值，将所述差值小于预设差值的当前帧的辅助图像的至少二个团块记为待绑定团块；所述辅助图像为第二图像或第三图像，第二图像为缸体的X-Z平面图像，第三图像为缸体的Y-Z平面图像； 步骤3、计算当前帧的第一图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标的非Z轴之间的第一距离，将最小的第一距离对应的当前帧的第一图像的团块记为NID团块，所述NID团块由待绑定团块构成； 步骤4、读取上一帧的辅助图像，上一帧的辅助图像的各团块均具有一唯一标识号，计算上一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第二距离，将最小的第二距离对应的上一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的待绑定团块继承对应的唯一标识号。
2.如权利要求1所述的基于三维图像分析的水体生物跟踪方法，其特征在于，步骤4之后还有以下步骤: 步骤5、读取下一帧的第一图像，所述下一帧的第一图像的团块的数量与存储的数量相等，读取下一帧的辅助图像，所述下一帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算下一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第三距离，将最小的第三距离对应的下一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的下一帧的辅助图像的团块继承对应的唯一标识号； 步骤6、计算下一帧的第一图像的各团块的中心坐标与对应的下一帧的辅助图像的团块的中心坐标的非Z轴之间的第四`距离，将最小的第四距离对应的下一帧的第一图像的团块和对应的下一帧的辅助图像的团块进行关联，以使对应的下一帧的第一图像的团块继承对应的唯一标识号。
3.基于三维图像分析的水体生物跟踪装置，其特征在于，包括以下模块: 第一模块，用于从当前帧的第一图像中解析出用于代表水体生物的团块的数量及各团块的中心坐标，所述第一图像为缸体的X-Y平面图像，所述水体生物位于所述缸体内； 第二模块，用于当当前帧的第一图像的团块的数量与存储的数量不相等时，读取当前帧的辅助图像，所述当前帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算当前帧的辅助图像的各团块的中心坐标相互之间的非Z轴的差值，将所述差值小于预设差值的当前帧的辅助图像的至少二个团块记为待绑定团块；所述辅助图像为第二图像或第三图像，第二图像为缸体的X-Z平面图像，第三图像为缸体的Y-Z平面图像； 第三模块，用于计算当前帧的第一图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标的非Z轴之间的第一距离，将最小的第一距离对应的当前帧的第一图像的团块记为NID团块，所述NID团块由待绑定团块构成； 第四模块，用于读取上一帧的辅助图像，上一帧的辅助图像的各团块均具有一唯一标识号，计算上一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第二距离，将最小的第二距离对应的上一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的待绑定团块继承对应的唯一标识号。
4.如权利要求3所述的基于三维图像分析的水体生物跟踪装置，其特征在于，第四模块之后还有以下模块: 第五模块，用于读取下一帧的第一图像，所述下一帧的第一图像的团块的数量与存储的数量相等，读取下一帧的辅助图像，所述下一帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算下一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第三距离，将最小的第三距离对应的下一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的下一帧的辅助图像的团块继承对应的唯一标识号； 第六模块，用于计算下一帧的第一图像的各团块的中心坐标与对应的下一帧的辅助图像的团块的中心坐标的非Z轴之间的第四距离，将最小的第四距离对应的下一帧的第一图像的团块和对应的下一帧的辅助图像的团块进行关联，以使对应的下一帧的第一图像的团块继承对应的唯一标识号。
5.基于三维图像分析的水体生物跟踪系统，其特征在于，包括用于放置水体生物的缸体、用于拍摄缸体的X-Y平面并转换成第一图像的第一摄像机、用于拍摄缸体的X-Z平面并转换成第二图像的第二摄像机、用于拍摄缸体的Y-Z平面并转换成第三图像的第三摄像机以及用于获取第一图像、第二图像和第三图像的计算机； 所述计算机包括以下模块: 第一模块，用于从当前帧的第一图像中解析出用于代表水体生物的团块的数量及各团块的中心坐标； 第二模块，用于当当前帧的第一图像的团块的数量与存储的数量不相等时，读取当前帧的辅助图像，所述当前帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算当前帧的辅助图像的各团块的中心坐标相互之间的非Z轴的差值，将所述差值小于预设差值的当前帧的辅助图像的至少二个团块记为待绑定团块；所述辅助图像为第二图像或第三图像； 第三模块，用于计算当前帧的第一图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标的非Z轴之间的第一距离，将最小的第一距离对应的当前帧的第一图像的团块记为NID团块，所述NID团块由待绑定团块构成； 第四模块，用于读取上一帧的辅助图像，上一帧的辅助图像的各团块均具有一唯一标识号，计算上一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第二距离，将最小的第二距离对应的上一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的待绑定团块继承对应的唯一标识号。
6.如权利要求5所述的基于三维图像分析的水体生物跟踪系统，其特征在于，第四模块之后还有以下模块: 第五模块，用于读取下一帧的第一图像，所述下一帧的第一图像的团块的数量与存储的数量相等，读取下一帧的辅助图像，所述下一帧的辅助图像的团块的数量与存储的数量相等，计算下一帧的辅助图像的各团块的中心坐标与待绑定团块的中心坐标之间的第三距离，将最小的第三距离对应的下一帧的辅助图像的团块和对应的待绑定团块进行关联，以使对应的下一帧的辅助图像的团块继承对应的唯一标识号； 第六模块，用于计算下一帧的第一图像的各团块的中心坐标与对应的下一帧的辅助图像的团块的中心坐标的非Z轴之间的第四距离，将最小的第四距离对应的下一帧的第一图像的团块和对应的下一帧的辅助图像的团块进行关联，以使对应的下一帧的第一图像的团块继承对应的唯一标识号。
7.如权利要求5所述的基于三维图像分析的水体生物跟踪系统，其特征在于，所述缸体呈矩形形状。
8.如权利要求5所述的基于三维图像分析的水体生物跟踪系统，其特征在于，所述水体生物包括鱼类生物、哺乳类生物、软体类生物中的一种或多种。
【文档编号】G06T7/00GK103745460SQ201310743253
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】谭琦, 彭烨, 黄凯宁, 尚昭琪 申请人:深圳市开天源自动化工程有限公司