本發(fā)明涉及圖像識(shí)別，尤其是一種基于圖像識(shí)別的豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)方法及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)和豬肉加工領(lǐng)域，豬肉色澤是評(píng)定豬肉質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。根據(jù)《豬肉品質(zhì)測(cè)定技術(shù)規(guī)程》（ny/t?821-2019）和《瘦肉型豬肉質(zhì)量分級(jí)》（gb/t?42069-2022）等標(biāo)準(zhǔn)，豬肉的色澤直接影響其市場(chǎng)級(jí)別劃分和價(jià)值評(píng)估。

2、目前，針對(duì)豬肉色澤的評(píng)定主要依賴于肉眼觀察和比色圖譜法，這些方法簡(jiǎn)便但存在很大的主觀性。隨著技術(shù)的發(fā)展，otpo-比色儀等設(shè)備開始被用于實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)環(huán)境中以提供更加客觀的評(píng)定結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)，otpo-比色儀這類儀器主要通過測(cè)量肉品反射光的光譜特征來評(píng)估肉色，但該方式存在一定的局限性。在實(shí)際操作中，這些儀器需要在特定的測(cè)試環(huán)境下進(jìn)行，例如光照條件和背景必須保持一致，肉樣放置需要精確，這增加了操作的復(fù)雜性。此外，光譜設(shè)備的成本較高，需要專業(yè)維護(hù)，限制了其在小型養(yǎng)殖場(chǎng)或者遠(yuǎn)離中心實(shí)驗(yàn)室的場(chǎng)所的應(yīng)用。并且，使用otpo-比色儀進(jìn)行肉色評(píng)定需要一定的設(shè)置時(shí)間和成本。即，每次測(cè)試前，需要對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。

3、換言之，目前的otpo-比色儀這類儀器存在操作復(fù)雜，受測(cè)量環(huán)境影響大，且成本較高等問題，otpo-比色儀需要由專業(yè)人員在特定的測(cè)量環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于圖像識(shí)別的豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)方法及設(shè)備。

2、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種基于圖像識(shí)別的豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)方法，應(yīng)用于手持式豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)設(shè)備，包括：獲取攝像模塊拍攝的豬肉圖像；將所述豬肉圖像輸入至深度模型中，確定所述豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)；其中，所述深度模型包括深度卷積網(wǎng)絡(luò)以及transformer模型；所述深度卷積網(wǎng)絡(luò)，用于提取所述豬肉圖像的多尺度特征；所述深度卷積網(wǎng)絡(luò)被配置為包括多個(gè)不同大小的卷積核和/或不同步長的卷積層；所述transformer模型，用于基于所述多尺度特征，提取所述豬肉圖像中的關(guān)鍵區(qū)域的各像素的類別，并基于所述豬肉圖像中的關(guān)鍵區(qū)域的各像素的類別，輸出所述豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)。

3、可選地，所述方法還包括：獲取環(huán)境光線傳感器檢測(cè)的環(huán)境光數(shù)據(jù)；其中，所述環(huán)境光數(shù)據(jù)表征當(dāng)前環(huán)境的光照條件；所述將所述豬肉圖像輸入至深度模型中，確定所述豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)，包括：將所述豬肉圖像輸入至所述深度模型中，并結(jié)合所述環(huán)境光數(shù)據(jù)，確定所述豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)。

4、可選地，所述將所述豬肉圖像輸入至所述深度模型中，并結(jié)合所述環(huán)境光數(shù)據(jù)，確定所述豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)，包括：基于所述深度卷積網(wǎng)絡(luò)提取所述豬肉圖像的多尺度特征；將所述環(huán)境光數(shù)據(jù)以及所述多尺度特征共同輸入至所述transformer模型中，提取所述豬肉圖像中的關(guān)鍵區(qū)域的各像素的類別；其中，所述深度模型采用標(biāo)記有環(huán)境光數(shù)據(jù)的樣本豬肉圖像進(jìn)行訓(xùn)練；基于所述豬肉圖像中的關(guān)鍵區(qū)域的各像素的類別，確定所述豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)。

5、可選地，所述將所述豬肉圖像輸入至所述深度模型中，并結(jié)合所述環(huán)境光數(shù)據(jù)，確定所述豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)，包括：基于所述環(huán)境光數(shù)據(jù)，確定與所述環(huán)境光數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)深度模型；其中，預(yù)先根據(jù)不同環(huán)境的光照條件，訓(xùn)練得到多個(gè)不同的深度模型；所述目標(biāo)深度模型為所述多個(gè)不同的深度模型中的一個(gè)；將所述豬肉圖像輸入至所述目標(biāo)深度模型中，確定所述豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)。

6、可選地，所述將所述豬肉圖像輸入至所述深度模型中，并結(jié)合所述環(huán)境光數(shù)據(jù)，確定所述豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)，包括：基于所述環(huán)境光數(shù)據(jù)，對(duì)所述豬肉圖像進(jìn)行預(yù)處理；其中，所述預(yù)處理包括白平衡、色彩增強(qiáng)、對(duì)比度調(diào)整中的至少一種；將預(yù)處理后的豬肉圖像輸入至所述深度模型中，確定所述豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)。

7、可選地，所述將所述豬肉圖像輸入至所述深度模型中，并結(jié)合所述環(huán)境光數(shù)據(jù)，確定所述豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)，包括：將所述豬肉圖像輸入至所述深度模型中，提取所述豬肉圖像中的關(guān)鍵區(qū)域的各像素的類別；基于所述豬肉圖像中的關(guān)鍵區(qū)域的各像素的類別，確定所述豬肉圖像中的關(guān)鍵區(qū)域的各類別的占比；基于所述環(huán)境光數(shù)據(jù)，確定各類別的影響權(quán)重；基于所述豬肉圖像中的關(guān)鍵區(qū)域的各類別的占比，以及各類別的影響權(quán)重，計(jì)算各類別的目標(biāo)占比；基于各類別的目標(biāo)占比，確定所述豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)。

8、可選地，所述transformer模型包括多個(gè)transformer編碼器；每個(gè)所述transformer編碼器用于將來自前一個(gè)transformer編碼器的特征與所述多尺度特征進(jìn)行融合，并通過自注意力機(jī)制和前饋網(wǎng)絡(luò)提煉特征。

9、可選地，所述transformer模型還包括transformer解碼器以及輸出層；所述輸出層，用于從所述transformer解碼器中獲取特征矩陣，并計(jì)算統(tǒng)計(jì)信息，基于所述統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算所述豬肉圖像中的關(guān)鍵區(qū)域的各像素的自適應(yīng)閾值；基于所述豬肉圖像中的關(guān)鍵區(qū)域的各像素的自適應(yīng)閾值和所述特征矩陣，確定所述豬肉圖像中的關(guān)鍵區(qū)域的各像素的類別。

10、可選地，在所述將所述豬肉圖像輸入至深度模型中之前，所述方法還包括：基于畫質(zhì)調(diào)整參數(shù)以及噪聲抑制參數(shù)對(duì)所述豬肉圖像進(jìn)行預(yù)處理；所述畫質(zhì)調(diào)整參數(shù)包括白平衡參數(shù)、對(duì)比度參數(shù)、色彩參數(shù)中的至少一種；其中，所述畫質(zhì)調(diào)整參數(shù)以及所述噪聲抑制參數(shù)基于在所述豬肉圖像的前預(yù)設(shè)幀采集圖像所確定，且每隔預(yù)設(shè)時(shí)間重新確定一次。

11、第二方面，本申請(qǐng)還提供一種手持式豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)設(shè)備，包括：手持主體；攝像模塊，設(shè)置在所述手持主體的頭部；處理器，設(shè)置在所述手持主體內(nèi)部，且與所述攝像模塊連接，所述處理器用于執(zhí)行如上述第一方面提供的任一種基于圖像識(shí)別的豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)方法。

12、本發(fā)明的有益效果包括：

13、第一，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于圖像采集并進(jìn)行豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)的方式，相較于otpo-比色儀這類儀器，操作簡(jiǎn)單，不需要專業(yè)人員進(jìn)行操作，在實(shí)際測(cè)量時(shí)，用戶僅需手持該手持式豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)設(shè)備對(duì)待測(cè)的豬肉進(jìn)行拍攝，便能夠通過手持式豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)設(shè)備輸出該待測(cè)的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)，無需用戶對(duì)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)節(jié)等操作。

14、第二，本申請(qǐng)?jiān)趫D像預(yù)測(cè)方面進(jìn)行了優(yōu)化，構(gòu)建的深度模型包括采用多尺度架構(gòu)的深度卷積網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而通過不同大小的卷積核和/或不同步長的卷積層來提取廣泛的特征，增強(qiáng)模型對(duì)于肉塊細(xì)節(jié)的捕捉能力，能夠更有效地識(shí)別和分類不同大小和形狀的豬肉。并且構(gòu)建的深度模型還包括transformer模型，其用以捕捉圖像中的長距離依賴，提高分類和分割的準(zhǔn)確性。即，通過精細(xì)化的特征處理，和圖像分類識(shí)別，確保在各種復(fù)雜背景下都能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的肉品分級(jí)。

15、綜上，本申請(qǐng)?zhí)峁┑氖且环N基于手持式豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)設(shè)備采集圖像并進(jìn)行豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)的方式，且該方式具備較高的分級(jí)評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性。

技術(shù)特征：

1.一種基于圖像識(shí)別的豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)方法，其特征在于，應(yīng)用于手持式豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)設(shè)備，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識(shí)別的豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述方法還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖像識(shí)別的豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述將所述豬肉圖像輸入至所述深度模型中，并結(jié)合所述環(huán)境光數(shù)據(jù)，確定所述豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖像識(shí)別的豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述將所述豬肉圖像輸入至所述深度模型中，并結(jié)合所述環(huán)境光數(shù)據(jù)，確定所述豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖像識(shí)別的豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述將所述豬肉圖像輸入至所述深度模型中，并結(jié)合所述環(huán)境光數(shù)據(jù)，確定所述豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖像識(shí)別的豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述將所述豬肉圖像輸入至所述深度模型中，并結(jié)合所述環(huán)境光數(shù)據(jù)，確定所述豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識(shí)別的豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述transformer模型包括多個(gè)transformer編碼器；每個(gè)所述transformer編碼器用于將來自前一個(gè)transformer編碼器的特征與所述多尺度特征進(jìn)行融合，并通過自注意力機(jī)制和前饋網(wǎng)絡(luò)提煉特征。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于圖像識(shí)別的豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述transformer模型還包括transformer解碼器以及輸出層；所述輸出層，用于從所述transformer解碼器中獲取特征矩陣，并計(jì)算統(tǒng)計(jì)信息，基于所述統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算所述豬肉圖像中的關(guān)鍵區(qū)域的各像素的自適應(yīng)閾值；基于所述豬肉圖像中的關(guān)鍵區(qū)域的各像素的自適應(yīng)閾值和所述特征矩陣，確定所述豬肉圖像中的關(guān)鍵區(qū)域的各像素的類別。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識(shí)別的豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)方法，其特征在于，在所述將所述豬肉圖像輸入至深度模型中之前，所述方法還包括：

10.一種手持式豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)設(shè)備，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于圖像識(shí)別的豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)方法及豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)設(shè)備，該方法包括：獲取攝像模塊拍攝的豬肉圖像；將豬肉圖像輸入至深度模型中，確定豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)；其中，深度模型包括深度卷積網(wǎng)絡(luò)以及Transformer模型；深度卷積網(wǎng)絡(luò)，用于提取豬肉圖像的多尺度特征；深度卷積網(wǎng)絡(luò)被配置為包括多個(gè)不同大小的卷積核和/或不同步長的卷積層；Transformer模型，用于基于多尺度特征，提取豬肉圖像中的關(guān)鍵區(qū)域的各像素的類別，并基于豬肉圖像中的關(guān)鍵區(qū)域的各像素的類別，輸出豬肉圖像中的豬肉的肉品質(zhì)量等級(jí)。本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于手持式豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)設(shè)備采集圖像并進(jìn)行豬肉分級(jí)評(píng)價(jià)的方式，且該方式具備較高的分級(jí)評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：曾凱,陳曉暉,王言,龔建軍,楊躍奎,楊雪梅,楊坤,安瑞,雷云峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川省畜牧科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2