本發明公開了一種圈養的目標動物檢測和跟蹤方法與裝置，所述方法包括安裝深度相機，使用深度相機獲取深度圖；利用深度圖信息檢測家畜的位置；根據檢測結果的前后幀關系進行跟蹤；最后進行目標動物的行為分析，行為分析包含軌跡分析和目標動物的靜止行為分類；所述裝置包括深度相機和計算機，深度相機用于獲取模板圖B和深度圖F；計算機用于接收獲取的模板圖B和深度圖F，并對其進行分析處理，實現目標動物的行為分析。通過本發明提供的方法和裝置，可實現在不做人工標記的情況下進行圈養動物的跟蹤和行為分析，及時監測豬等動物的異常行為，做好疾病防控及生產管理，提高效率，增加經濟效益。

技術領域

本發明涉及數字視頻圖像處理領域，尤其涉及一種基于視頻圖像的圈養目標動物檢測和跟蹤方法與裝置。

背景技術

近幾年隨著養殖規模化、集約化的不斷發展以及養殖場養殖數量的增加，特別是在近幾年疫情影響下更加體現檢測動物的重要性。實時檢測動物行為并及時做好分析，可以有效提高效率避免疾病發生，大大推進養殖產業的發展。

現在國內對于目標動物的檢測，要進行人工標記種子像素，不能全自動檢測，這一方法耗費人力物力。同時，目前通過視頻圖像檢測再根據計算機處理并不能分辨和處理豬的扎堆現象，這降低了檢測的精確性，大大增加了檢測誤差。

如今的行為分析方法中的關鍵點在于對豬的跟蹤，目前普遍使用顏料進行人工標記，這耗費人力的同時且顏料具有不持久性。幀間差分法檢測容易受到光照突然變化的影響導致檢測不準。這一系列方法實施誤差較大，結果不精確，同時增加生產成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于視頻圖像的圈養目標動物檢測和跟蹤方法與裝置，以克服上述技術缺點或者至少解決部分上述問題；本發明通過使用深度相機獲取深度圖，利用深度圖信息檢測豬的位置，根據檢測結果的前后幀關系進行跟蹤，最后實現目標動物的行為分析。

本發明采取的技術方案如下：

一方面，本發明提供了一種圈養的目標動物檢測和跟蹤方法，其包括以下步驟：

步驟一、畜圈標定，通過相機采集一張畜圈圖片，作為畜圈模板圖B，圖片中每個像素的距離值即為相機平面到畜圈地面平面的距離；

步驟二、檢測目標動物，獲取深度圖F，F中每個像素值是該點到相機平面的距離值；

步驟三、將深度圖F和模板圖B的像素做比較，得到分割圖G，其中對于相同位置的像素，如果深度圖F中的像素小于模板圖B，對應位置的分割圖G中像素為1，否則為0；

步驟四、在分割圖G上做邊界跟蹤算法，得到目標動物的輪廓；

步驟五、統計完整輪廓的個數，如果完整輪廓的個數小于目標動物真實的個數，則將模板圖B所有像素減1，再重復步驟三和步驟四，直到輪廓個數等于目標動物真實個數；

步驟六、對檢測后的結果進行跟蹤；

步驟七、進行行為分析。

進一步的，所述步驟一和步驟二中，采用深度相機獲取模板圖B和深度圖F。

進一步的，所述步驟四中，在得到分割圖后，在分割圖G上做邊界跟蹤算法，得到目標動物的輪廓，具體步驟如下：

(1)設置輪廓點集合C；

(2)按照從底向上，從左到右的順序掃描分割圖G，直到找到像素1，將這個點加入輪廓點集合C，并作為一個輪廓的起點；

(3)繼續按照以下規則訪問像素點，直到當前像素點回到起點；

(4)如果當前像素點為0，則訪問右邊的點，如果當前像素點為1，則訪問左邊的點，且將當前像素點加入輪廓點集合C；

(5)找完一個輪廓之后，將分割圖G上該輪廓點及其內部的點都置為0。