一种快速批量测定海胆壳径的装备及其测定方法

技术领域

本发明属于海胆壳径测量领域，具体地说是一种快速批量测定海胆壳径的装备及其测定方法。

背景技术

海胆属棘皮动物门(Echinodermata)、海胆纲(Echinoidea)。海胆有多种药用价值，据《本草原始》谓：“治心疼”，《中药志》主载有“软坚散结，化痰消肿、消痕病痰核、积痰不化、胸胁胀痛等证”的功用。海胆作为具有较高的食用价值、药用价值、科研价值的经济海洋生物,近年来海胆养殖规模不断扩大,现已成为我国沿海水产增养殖业的一个新兴产业。因海胆通身长满可动的棘刺，且白棘三列海胆、球海胆、毒海胆、石笔海胆等数十种海胆具有毒性，对动物可引起呼吸困难、肌肉麻痹、抽搐以至死亡，直接用手进行测量操作具有一定危险性，且无法直接用卡尺进行测量，人工手动测量其大小较为困难，难以准确掌握其生长情况，进而影响养殖效益。

发明内容

为了克服海胆棘刺对壳径测定的影响，降低测量过程中海胆棘刺对人工操作的危险性，本发明的目的在于提供一种快速批量测定海胆壳径的装备及其测定方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的测定装备包括标准化备测装置及拍照测量装置，其中标准化备测装置包括测量面板及面板框架，所述拍照测量装置包括可调节支架、手机导轨、手机固定架及手机，所述测量面板安装在面板框架上，该测量面板的表面刻有测量表格及信息栏；所述面板框架的两侧对称设有可调节支架，两侧所述可调节支架的下端分别固接于面板框架上，两侧所述可调节支架的上端之间安装有手机导轨，所述手机固定架与该手机导轨滑动连接，所述手机安装于该手机固定架上的可伸缩手机夹中。

其中：所述可调节支架包括一级支架及二级可伸缩支架，该一级支架的下端与所述面板框架固接，上端与所述二级可伸缩支架可相对升降地插接，并在该二级可伸缩支架的高度升降调节好后通过调节螺栓定位。

所述一级支架为中空结构，下端端面与所述面板框架的底面共面，上端设有所述调节螺栓；所述二级可伸缩支架的下端插设于一级支架内，上端开设有用于固定所述手机导轨的导轨固定孔；所述二级可伸缩支架上沿高度方向均匀开设有多个定位孔，所述调节螺栓通过定位孔对二级可伸缩支架进行固定。

所述手机导轨及手机均与测量面板相平行。

所述测量表格的外围分别设有列标及行标，所述测量表格为五行十列、共五十个单元格，每个所述单元格均为边长50mm的正方形；所述列标为大写英文字母A到J，位于所述测量表格的上方；所述行标为阿拉伯数字“1”到“5”，位于所述测量表格的左侧；所述信息栏包括标号栏及日期栏，该标号栏及日期栏均位于所述测量表格的下方。

所述测量面板的材质为磨砂白色有机玻璃板，所述面板框架、可调节支架及手机导轨的材质为防海水腐蚀材料。

本发明快速批量测定海胆壳径装备的测定方法为：包括以下步骤：

步骤一，通过所述手机获取图像；

步骤二，对获取图像进行背景分割；

步骤三，对分割后的图像消除背景，得到含有海胆的图像；

步骤四，对含有海胆的图像通过特征提取得到目标尺寸。

其中：所述对获取图像进行背景分割具体为：将RGB格式的图像转为灰度图，再通过灰度阈值变换将灰度图像转化为黑白的二值图像。

所述对获取图像进行背景分割具体为：去除二值图像中的背景，进行一次开运算对二值化图像中的噪点进行去除。

所述对含有海胆的图像通过特征提取得到目标尺寸，包括以下步骤：

图像标准化：获取二值化图像中像素距离所对应的实际距离；

获取尺寸：对进行过形态学处理的二值化图像进行连通域检测，提取连通域面积和直径；根据图像标准化结果得到目标直径。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明的测定装备无需人工用手直接接触海胆棘刺，避免了海胆毒素影响，安全性较高。

2.本发明的测定装置体积较小，采用分体组装的形式，可以有效的利用空间，便于携带、维护、拆卸、运输。

3.本发明的测定方法采用图片识别及测量，对海胆数量及壳径进行测定，并可以记录数据，客观、准确、快速、高效。

附图说明

图1为本发明测定装备的结构示意图；

其中：1为测量面板，2为面板框架，3为一级支架，4为支架固定螺栓，5为二级可伸缩支架，6为导轨固定孔，7为手机导轨，8为手机固定架，9为可伸缩手机夹，10为测量表格，11为列标，12为行标，13为标号栏，14为日期栏，15为手机，16为调节螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1所示，本发明的测定装备包括标准化备测装置及拍照测量装置，其中标准化备测装置包括测量面板1、面板框架2，测量表格10、列标11、行标12及信息栏，拍照测量装置包括可调节支架、手机导轨7、手机固定架8及手机15。

本实施例的测量面板1为方形，放置在面板框架2上，测量面板1的表面分别用激光刻有测量表格10、列标11、行标致12及信息栏，测量表格10为五行十列、共五十个单元格，每个单元格均为边长50mm的正方形；测量表格10的外围分别设有列标11及行标12，列标11为大写英文字母A到J，位于测量表格10的上方；行标12为阿拉伯数字“1”到“5”，位于测量表格10的左侧。本实施例的信息栏包括标号栏13及日期栏14，该标号栏13及日期栏14均位于测量表格10的下方。

面板框架2的两侧对称设有可调节支架，两侧可调节支架的下端分别固接于面板框架2上，两侧可调节支架的上端之间安装有手机导轨7。本实施例的可调节支架包括一级支架3及二级可伸缩支架5，该一级支架3的下端与面板框架2的侧面通过支架固定螺栓4固接，上端与二级可伸缩支架5可相对升降地插接，并在该可伸缩支架5的高度升降调节好后通过调节螺栓16定位。本实施例的一级支架3为中空结构，下端端面与面板框架2的底面共面，上端设有调节螺栓16。本实施例的二级可伸缩支架5的下端插设于一级支架3内，上端开设有用于固定手机导轨7的导轨固定孔6；二级可伸缩支架5上沿高度方向均匀开设有多个定位孔，调节螺栓16通过定位孔对二级可伸缩支架5进行固定。

本实施例的手机固定架8利用自身的导轨通道与手机导轨7滑动连接，可在手机导轨7上左右移动，手机15安装于手机固定架8上的可伸缩手机夹9中。本实施例的手机导轨7及手机15均与测量面板1相平行。

本实施例的测量面板1为2mm～5mm厚磨砂白色有机玻璃板。本实施例的面板框架2的厚度为3mm，该面板框架2、一级支架3、支架固定螺栓4、二级可伸缩支架5及手机导轨的材质为防海水腐蚀材料，如316不锈钢。

本发明的测定方法为：

软件图像的处理工作，主要包括：背景分割(获得海胆与背景分离的二值化图像)，形态学处理(获得海胆主要身体部分的图像)，特征提取(获得海胆的形态学参数)。

背景分离：

首先，将RGB格式转为灰度图；再通过灰度阈值变换将灰度图像转化为黑白的二值图像。

形态学处理：

形态学处理的主要任务是去除图像中的噪点，背景消除之后，进行一次开运算对二值化图像中的噪点进行去除。

特征提取：

图像标准化，主要是计算图像中像素距离(pixel)所对应的实际距离(mm)。对进行过形态学处理的二值化图像，进行连通域检测，提取连通域面积和直径。根据图像标准化结果计算出海胆直径。

实验例一

如图1所示的快速批量测定海胆壳径的装备，应用于进行海胆直径(壳径加棘刺)小于5cm的海胆幼体壳径测量。无需计数个数，将待测海胆幼体按照列标11、行标12顺序依次放置在测量面板1上的测量表格10内，待测量表格10的单元格布满后即为50个待测个体。在标号栏13写明测量批次标号，在日期栏14写明测量日期。随后利用支架固定螺栓4及定位孔调整二级可伸缩支架5的高度，在手机导轨7上调整手机固定架8的位置，使手机15能够完整记录测量面板1上海胆情况，拍照后利用测量软件进行分析，记录测量结果。

实验例二

如图1所示的快速批量测定海胆壳径的装备，应用于进行海胆直径(壳径加棘刺)大于5cm的海胆成体壳径测量。无需计数个数，将待测海胆成体摆放在测量表格10内实线交叉点位置，待布满后即为10个待测个体。在标号栏13写明测量批次标号，在日期栏14写明测量日期。随后利用支架固定螺栓4及定位孔调整二级可伸缩支架5的高度，在手机导轨7上调整手机固定架8的位置，使手机15能够完整记录测量面板1上海胆情况，拍照后利用测量软件进行分析，记录测量结果。