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基于单摄像机视频的鱼类三维自动跟踪方法初探 总被引：2，自引：3，他引：2
为提高鱼类行为学数据的提取效率, 实验提出了一种基于单摄像机的鱼类三维观测方法, 将防水镜面安装在实验用鱼缸上方, 模拟一台由上向下拍摄的摄像机, 实现了单摄像机三维成像。同时运用多目标跟踪的IMMJPDA(interacting multiple model joint probabilistic data association)算法, 实现了鱼类运动的三维实时自动跟踪, 并通过摄像机倾斜矫正和摄像机标定提高了测量精度。通过对6条红鼻剪刀鱼的跟踪, 实验结果显示: 本方法可正确区分、提取和跟踪鱼群个体以及它们的镜像, 自动输出鱼的三维坐标、实时速度、方向等参数, 并生成完整的鱼类行为三维轨迹图。 相似文献
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针对传统理化方法分析水质污染情况耗时耗力等问题,提出一种基于鱼类异常行为识别的水质监测方法。以红色斑马鱼(red zebrafish)为研究对象,利用计算机视觉技术,首先对斑马鱼图像进行预处理,利用灰度共生矩阵获取鱼群纹理特征;然后通过Lucas-Kanade光流法计算鱼群的运动信息熵,并对获取的纹理特征和信息熵进行归一化处理;最后采用轻量化梯度促进机(LightGBM)对鱼类异常行为进行检测,与深度神经网络(DNN)和支持向量机(SVM)检测效果对比。结果显示:利用LightGBM对鱼类异常行为进行检测,准确率为98.5%,与其他模型对比分别提高0.5%和25.3%。研究表明,基于LightGBM模型的鱼类异常行为检测方法相比其他模型能更准确地识别鱼类非正常游动。该模型适用于自动水质监测。 相似文献
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运用多视图几何原理重建鱼类游泳三维轨迹 总被引：2，自引：1，他引：1
鱼类行为学数据是水质污染监测的主要依据,也是鱼类自身健康状况的反应,提取鱼类行为学数据对水质监测研究至关重要。为了获取鱼类行为学数据,实验提出了一种运用多视图几何原理研究鱼类轨迹跟踪重建的方法,实验中用3个摄像头分别从正面、侧面、俯视面3个方向监控水箱中鱼的游动,通过前景跟踪法在3个摄像头中分别得到一条二维轨迹,再利用多视图几何融合,计算出鱼类在水箱中游动的三维轨迹,从而可以重建鱼类的游动轨迹。实验重建了单条鱼在水箱中游动的三维轨迹,计算出了鱼类的位置信息和实时速度。研究表明,重建轨迹与鱼的真实轨迹虽然存在0.88~2.88 s的延迟,但结果吻合度较高。 相似文献
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基于计算机视觉技术的水产养殖中鱼类行为识别与量化研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
鱼类行为与水体环境密切相关,是鱼类生活状况的直接体现,可以通过分析鱼类行为进行更为精准的养殖管理和操作。计算机视觉技术为鱼类行为识别和量化提供了一种非入侵式且稳定性较好的方法,已逐渐广泛用于鱼类行为研究。本文介绍了计算机视觉技术的技术流程,包括图像采集、预处理、运动目标检测与跟踪,并对各个流程进行分类;综述了计算机视觉技术在鱼类游泳、摄食和体色变化等行为识别、量化研究的现状;分析了计算机视觉技术在鱼类行为识别、量化方面的难点及存在的问题,以期为计算机视觉技术在水产养殖监测领域的发展提供参考依据。 相似文献
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近年来,水产养殖和渔业资源保护的智能化发展迅速,对鱼类跟踪技术的需求也随之增加。传统的鱼类跟踪方法主要依赖于目视观察和标签追踪,存在效率低、应用范围有限、准确率不高等问题,限制了其推广应用。随着深度学习技术在计算机视觉领域的快速发展,基于深度学习的鱼类跟踪技术能够提供准确、客观、可扩展和自动化的跟踪方法。首先,介绍了鱼类跟踪技术的跟踪对象和4种深度学习鱼类追踪方法,分别是语义分割、实例分割、目标检测和目标分类。其次,介绍了鱼类跟踪技术如何获取鱼类轨迹与姿态、鱼类数量以及鱼类体长等鱼类目标跟踪信息。接着,介绍了基于深度学习的鱼类跟踪技术在鱼类疾病、鱼类摄食行为以及鱼类健康状态方面的应用,并从低对比度和纹理模糊、图像颜色失真以及遮挡和变形等3个方面,探讨了目前基于深度学习的鱼类跟踪技术的主要问题和一些相应的解决方法。最后,对基于深度学习的鱼类跟踪技术的发展前景进行了总结和展望。研究认为：基于深度学习的鱼类跟踪技术具有更高的准确度和客观性,为不同场景下的实际应用提供了更多解决方案,该技术有望在水产养殖管理、鱼类科学研究以及海洋环境保护等领域发挥更重要的作用,为相关领域提供更多的数据和支持。 相似文献
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鱼类个性行为反映其生活史策略,研究环境因素对鱼类个性行为的影响,可为更好地理解该行为的适应性意义及优化鱼类养殖环境提供理论依据和数据基础。以稀有鮈鲫（Gobiocypris rarus）为研究对象,使用隔板跨越和遮蔽物出游2 种实验方法,观测了同类鱼群刺激、禁食及不同环境照度下稀有鮈鲫的个性行为。结果显示,隔板跨越测试中,稀有鮈鲫开始运动前的潜伏期在同类鱼群存在与否的情况下没有显著差异（P>0.05）,但在禁食后显著减小（P<0.05）,在不同照度下差异显著（P<0.05）,且随照度的增加而增大;稀有鮈鲫总跨越隔板数在不同的照度条件下差异极显著（P<0.01）,随照度的增加而减小,但在同类鱼群存在与否及禁食组与饱食组之间差异均不显著（P>0.05）。遮蔽物出游测试中,稀有鮈鲫游出遮蔽物的时间在24 h 禁食后变化不显著（P>0.05）,但在同类鱼群出现时差异显著（P<0.05）,不同照度条件下差异极显著（P<0.01）,且随照度的增加先减小再增大。研究表明,禁食导致的饥饿和同类鱼群的出现能够在一定程度上增强稀有鮈鲫的探索性,但环境照度是稀有鮈鲫个性行为最为关键的影响因子。 相似文献
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为了保证鱼类行为数据采集的准确性和鲁棒性,本实验提出了一种干扰消除算法,对鱼目标三维定位算法进行优化。主要针对鱼目标三维信息采集平台中出现的一种由全反射引起的干扰现象,利用光学原理分析其出现原因,总结干扰现象特点,之后通过基于轮廓的运动目标跟踪方法,设计干扰消除算法,优化鱼目标三维定位算法,实现对干扰现象影响的消除,提高定位精度。通过对红鲫和仿真鱼的定位实验,结果发现,本实验提出的去干扰优化算法可以有效消除干扰像对于目标定位的影响,准确获取鱼目标的三维坐标,保证鱼目标三维定位跟踪的准确性和鲁棒性,提高鱼目标行为信息采集精度。 相似文献
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为了给星湖国家城市湿地公园科学管理提供依据,2006～2008年对星湖鱼类区系现状进行了系统调查。在星湖5个湖区共设15个监测点,进行了12次调查。结果表明,有鱼类45种,隶属于8目、21科、37属;其中,鲤形目2科、8亚科、18属、19种,占星湖鱼种类的42%;其次是鲈形目7科、7属、11种,占星湖鱼类种数的24%;土著鱼类32种,占星湖鱼类种数的71%;外来物种13种,占星湖鱼类种数的29%。星湖鱼类可分3种生态类型,即洄游型鱼类3种、半洄游型13种、定居性型29种;地理区划为3个区系复合体,即热带平原鱼类区系复合体、中国江河平原鱼类区系复合体、古代第3世纪鱼类区系复合体。星湖鱼类种群变化受制于人类的各项活动,主要经济鱼类为人工放养的奥利亚罗非鱼、尼罗罗非鱼、鳙、鲢;其中奥利亚罗非鱼、尼罗罗非鱼经过近10年自然繁殖,已发展为绝对优势种。 相似文献
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广东星湖鱼类区系及其特点 总被引：1，自引：0，他引：1
为了给星湖国家城市湿地公园水域科学管理提供依据,2006~2008年对星湖鱼类区系现状进行了系统调查。本调查在星湖5个湖区共设15个监测点,j进行了12次调查。结果：采集到鱼类45种,隶属于8目21科37属;其中鲤形目2科8亚科18属,19种,占星湖鱼种类的42%;其次是鲈形目7科7属,11种,占星湖鱼类种数的24%;土著鱼类32种,占星湖鱼类种数71%,外来物种13种,占星湖鱼类种数29%;星湖鱼类可分3种生态类型：洄游型鱼类3种、半洄游型13种、定居性型29种;地理区划为3个区系复合体：热带平原鱼类区系复合体、中国江河平原鱼类区系复合体、古代第3世纪鱼类区系复合体。星湖鱼类种群变化受制于人类的各项活动,主要经济鱼类为人工放养的奥利亚罗非鱼、尼罗罗非鱼、鳙、鲢,其中奥利亚罗非鱼、尼罗罗非鱼经过近10年自然繁殖,已发展为绝对优势种。 相似文献
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针对现在船载式投饵机自动化程度低,人工抛撒成本高、劳动强度大、抛撒不均匀,该文提出了一种基于声学的投饵系统设计。该装置利用Labview声信号采集控件通过罗非鱼鱼群喂食时现场的水下声信号识别,监测和分析鱼群摄食情况,分析该鱼群进食欲望,反馈并制定投饲决策,并驱动舵机和电动推杆实现水平和垂直方向的调整,实现投饲点的控制。该设计可实现对投饲现场的声信号采集和分析,实现对养殖的罗非鱼提供投喂决策。以stm32单片机作为核心,设计的投饵控制系统,驱动执行机构完成抛撒饵料动作。这个设计有望改变目前传统人工以手执投料管的形式定量投饵的行业现状,实现养殖鱼饲料的定向按需投喂。 相似文献
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《海洋渔业》2017,(6)
利用2014年11月17日~12月2日我国拖网渔船在中东大西洋部分区域(塞内加尔共和国专属经济区)作业时获取的FURUNO FCV-292型船载探鱼仪声学映像资料,结合渔业声学原理与水文环境数据,分析了该海域小型中上层鱼类的集群分布特征。结果显示:调查期间该海域底拖网渔船捕获主要小型中上层渔业资源为北梭鱼(Albula vulpes)、斑鳍圆鰺(Decapterus rhonchus)与黑斑十指马鲅(Galeoides decadactylus)等鱼类,分别占总渔获量的11.23%、11.34%,5.78%,其它捕捞种基本为底栖鱼类;将鱼群集群类型分为散点状、短带状、散带状、块状与带状等5种集群类型,统计了每种集群类型出现的站位地理信息,5种集群类型占比依次为22.4%、15.3%、27.6%、22.4%与12.2%;在水平尺度上,鱼群集中分布于海表温度为27℃与28℃等温线之间的水域,且集中现象明显,两个集中区域分别位于近岸海域中部与南部;鱼群主要栖息水层深度为10~30 m,占整个水层的90%以上;受水温垂直梯度变化影响较小,对盐度的垂直变化有一定的应激行为;鱼群的形态在夜间分散日间聚集,夜间多表现为散点状集群,日间多表现为短带状、块状与带状等聚集程度高的集群类型;集群数量表现出明显的日间多夜间低的变化趋势。结合历史研究讨论了该海域主要中上层鱼类资源情况;分析了鱼群集群类型与生物量的内在关系,发现在生物量上表现出较高水平的集群类型为散带状与带状,此结论可在一定程度上指导渔船的瞄准捕捞。 相似文献
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基于成像声呐的鱼类三维空间分布 总被引：1，自引：0，他引：1
针对海洋牧场中鱼群的三维空间分布问题,本研究提出一种利用成像声呐进行位置计算的方法。将成像声呐固定在船舷外侧的水下,并保证波束发射方向和声呐移动方向一致,通过走航的方式采集水下鱼群信息。首先对采集的原始数据进行图像处理,包括图像构建、背景去除、目标提取等,然后利用基于交互式多模型联合概率数据关联算法对水下目标进行关联处理,得到同一个目标在声呐水平视场中不同帧图像中的对应关系,在此基础上根据连续两帧图像中目标位置关系计算目标的空间坐标,最后结合关联算法获得多目标在三维空间中的运动轨迹以及深度分布情况。研究表明,本方法可以有效获取鱼群在水下的三维运动轨迹及其分布情况,这将为鱼类行为分析以及海洋牧场的资源评估提供技术支持。 相似文献
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涵洞作为常见的输水建筑物,也承担着修复河流连通性的功能。 本文概述了涵洞过鱼的障碍类型,包括落差障碍、下游水深不足障碍,流速障碍,水深障碍,概述了涵洞过鱼效果评价方法,包括简易评价法、监测评价法和虚拟评价法,分析了各方法优缺点,并指出虚拟评价法在涵洞过鱼效果评价中的巨大优势与发展前景,提出了提高模拟精度的方向：利用开放水槽获得更精确的鱼类游泳能力数据;深入研究鱼类贴壁运动的行为,量化鱼类实际运动区域的面积和位置;深入分析鱼类的跳跃行为与下游水深、流量,起跳速度和方向的关系,量化各因素对鱼类跳跃的影响程度;合理选取分析对象;适当调整水力计算方法以适应国内规范;量化鱼类运动模式与环境因子水力学条件的响应关系等。 相似文献
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实际生产中，对鱼类的投喂控制仍是以人工经验判断和时序控制为主，易造成饲料浪费和环境污染。实时检测鱼群摄食强度，可用于指导投喂，进而提高饲料利用率，并降低残饲污染。基于此，本研究提出一种基于机器视觉和轻量型S3D算法的鱼群摄食强度实时识别算法，可精确定位视频流中“强、中、弱、无” 4种鱼群摄食强度状态。首先将I3D网络作为基准，使用Inception模块和深度可分离卷积构建3D时空Sep-Inc模块；其次，利用3D时空Sep-Inc模块、池化层和3D卷积层交替搭建轻量型S3D网络；最后，开发了基于PyQt5的金鳟鱼摄食强度识别系统。结果显示：S3D算法对4类摄食强度的识别准确率可达92.68%,比C3D和R2+1D算法分别提高9.75%和14.15%,同时Parameters参数和GFLOPs参数也大幅下降，识别摄食强度标签的速率达到17 f/s。研究表明，本算法不仅适用于金鳟，也有望适用于其他游泳型鱼类，并可提供投喂决策建议。 相似文献
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奥利亚罗非鱼、尼罗罗非鱼MyoD1和MyoD2基因特征及差异 总被引：1，自引：0，他引：1
采用RT-PCR和RACE法,分离了奥利亚罗非鱼(Oreochromis aureus)、尼罗罗非鱼(O.niloticus)MyoD1和MyoD2基因全长cDNA。结果显示,2种罗非鱼MyoD1全长均为1090bp,包括5′非翻译区(UTR)137bp,3′UTR50bp,开放阅读框(ORF)903bp,编码300个氨基酸,其中第110～161个氨基酸为bHLH结构,第233～249个氨基酸为helixIII结构;MyoD2全长均为1478bp,包括5′UTR215bp,3′UTR471bp,ORF792bp,编码263个氨基酸,其中第91～142个氨基酸为bHLH结构,第212～228个氨基酸为helixIII结构。2种罗非鱼MyoD1与其他鱼类MyoD1的相似性为73%～92%;MyoD2与其他鱼类MyoD2的相似性为74%～79%。系统发育树显示,MyoD1和MyoD2分属两支,MyoD1所反映的不同鱼类间的亲缘关系符合传统分类。2种罗非鱼的MyoD1、MyoD2cDNA序列之间只存在个别碱基的差别,而氨基酸序列一致;奥利亚罗非鱼MyoD1的2个内含子均比尼罗罗非鱼的长。根据MyoD1内含子2的差异构建鉴别奥利亚罗非鱼和尼罗罗非鱼基因混杂的标记,对形态上典型的15尾奥利亚罗非鱼、18尾尼罗罗非鱼及15尾奥尼罗非鱼[Oreochromis aureus(♂)×Oreochromis niloticus(♀)]进行鉴定。结果其中1尾奥利亚罗非鱼中在MyoD1位点混杂了尼罗罗非鱼的基因,尼罗罗非鱼和奥尼罗非鱼则与预期的一致。该研究为选择基因纯合的奥利亚罗非鱼和尼罗罗非鱼提供了新的分子手段。 相似文献