基于单摄像机视频的鱼类三维自动跟踪方法初探

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。     

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

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。     

基于双频识别声呐的鱼类目标识别与计数

鱼类资源调查是渔业管理的基础性工作,利用水声探测技术进行鱼类资源调查日益成为主流手段.针对双频识别声呐(DIDSON)在水库中采集到的声学数据,利用Echoview声学数据后处理软件及其相关算法进行鱼类识别和计数研究.首先利用Kovesi图像去噪法和背景差分法对声学图像中斑点噪声和水体背景进行去除,然后根据鱼类目标回声...     

基于线性调频(LFM)信号的单体鱼类目标回波识别与性能分析

在估计鱼类目标强度时,需要选择单体的回波信号进行计算.窄带信号下回波的相位标准差是单体检测的关键指标,但对于宽带信号相邻两点的相位差是时变的,无法将回波相位标准差作为单体信号的判定依据.本研究对线性调频宽带信号下的单体识别方法和性能进行了分析和仿真,并对该方法在消声水池内进行了测试和验证.结果显示:相比窄带信号,宽带信...     

基于图像特征的模板匹配成鱼多目标识别算法研究与程序设计

为解决渔业养殖及转运自动计数要求,提出一种基于机器视觉的鱼类识别算法设计与程序编制,以证明使用数字图像识别分类技术的尺度不变特征变换SIFT及加速稳健特征SURF算法等可有效地检测与标注鱼类图像特征点。采用快速近邻匹配FLANN匹配算法测试了基于图像特征的鱼类旋转和泛化目标检测,得出SURF特征对个体检测效果好、SIFT特征对泛化目标检测效果优的结果。考察FLANN图像匹配碎片化特性、结合图像信息区域聚集实际、借鉴模板检测方法,设计了图像分割扫描及特征匹配的模板检测算法,并使用最大稳定极值区域MSER方法对识别结果进行冗余排除,达到能正确识别多目标鱼类的算法预设目标。研究发现,该算法及软件能成功识别图片中的多个鱼类目标,测试效果好,有较强的实用意义。     

远洋渔船电子监控技术应用研究进展及展望#br#

目前,中国正加强远洋渔业的监督和规范管理,长期以来,观察员在远洋渔业管理中发挥重要作用,但其低覆盖率一直是亟待解决的问题,新出现的电子监控(electronic monitoring,EM)成为其有效替代和辅助手段。通过分析国内外远洋渔船EM技术发展,闸明了远洋渔船运用EM的必要性。介绍了EM的组成、具体方法、目标种类及其在远洋渔船常用3种渔具的应用;论述了现今EM系统在远洋渔船的适用性及功能和EM的优缺点:EM技术在远洋渔船已有应用且具有一些观察员无法具备的优势,但缺乏针对各类远洋渔船和目标鱼种监控的高质量应用示范,且对渔业数据相关处理技术的研究精度与深度还不够。最后对EM研究现状进行了总结并对EM技术未来的研究方向和重点提出了具体建议,可为远洋渔船应用电子监控相关研究提供参考。     

基于计算机视觉的大黄鱼体尺、体重性状表型测量装置开发和应用

为了解决现有计算机视觉方法难以精确表征鱼类多尺度形态特征的问题,本研究以蓝点马鲛为对象,采用双目立体视觉方法构建鱼类三维重建技术,通过人工测量方法进行鱼类三维模型的体尺精度验证。结果显示,以人工测量数据为基准,蓝点马鲛叉长、体高、最大体周长、鳃盖后缘体周长的平均相对误差分别为0.82%、4.47%、3.14%、2.87%;相对线性拟合方法,蓝点马鲛体周长 (最大体周长、鳃盖后缘体周长)与叉长、体高的多元线性拟合式 (R²=0.826/0.833)预测精度更高。研究表明,双目立体视觉方法能够构建高精细的鱼类三维模型,可为渔业数智化应用提供重要的技术支撑与数据参考。本研究可为鱼类外形三维重建和渔业数字化信息采集提供方法参考。

     

Nonlocal wind-driven fjord–coast advection and its potential effect on plankton and fish recruitment

The Bergen Ocean Model (BOM), a three-dimensional physical coastal ocean model, was used for a numerical simulation experiment to investigate short-term effects of wind-generated coastal upwelling and downwelling on the dynamics of adjacent large outer and smaller inner fjords. The effect of the real alongshore wind regime on advection for an idealized fjord topography, resembling Masfjorden, western Norway, is used as an example. This modelling exercise is a supplement to, and its predictions support, the various hypotheses investigated in ecosystem simulation studies of the Masfjorden. The model predicts that coastal winds from the north cause upwelling and transport the upper water layer out from the fjords. Winds from the south cause downwelling and transport the upper water layer into the fjords. The transport is rapid and ≈50% of the upper water layer may be replaced within 1–2 days. Implications of these physical processes for the dispersal and retention of planktonic organisms and the early life stages of fish are discussed. If strong southerly winds occur frequently, this will transport planktonic organisms into the fjord and may increase the carrying capacity for planktivorous fish. In contrast, frequent strong northerly winds may reduce the abundance of planktonic organisms, including the early life stages of marine fish, and thus possibly reduce recruitment to fjord fish populations. Frequent shifts between southerly and northerly winds would cause an exchange of early life stages between neighbouring fjords and thus enhance genetic exchange.     

鱼类标本及标本馆场景三维演示系统的研发

鱼类标本作为重要的科研资源在分类学、渔业资源学等领域中一直发挥着重要作用,通常鱼类标本经甲醛稀释液保存后存在易变形、褪色等不足,难以长期保存,同时受标本存放地限制参观访问量相对有限。为此开展了鱼类三维标本馆的构建,采用Strata Foto3D对鱼类标本图像进行遮罩、建立线框模式与增加表面纹理等处理;利用Strata Live3D完成三维鱼标本灯光、测量尺寸、背景图案、投影等效果的表达,并实现鱼类三维模型原色标本的网络发布;采用ASP技术完成了标本信息数据库的动态调用,实现标本生物学信息的文本展示。采用AutoCAD平面规划功能及3dsMax三维制作功能构建了标本馆三维虚拟空间,完成三维标本馆与单个鱼类标本模型的汇总整合;系统以Unity3D为开发平台,实现三维标本馆场景的虚拟漫游及网络人机交互功能。     

环境DNA技术及在鱼类监测中的应用

开展鱼类监测对鱼类多样性保护具有非常重要的意义。环境DNA(eDNA)技术使得鱼类调查更加省时省力、节约成本、无损伤,在鱼类监测中被广泛使用。文章从环境DNA技术及其优缺点、技术流程及方法、国内外研究现状以及该技术的未来展望4个方面进行了综述。eDNA技术存在着一定的缺陷,不能完全取代传统方法。e DNA技术包含了样品的采集及处理、eDNA提取、eDNA扩增、测序和生物信息学分析几个主要步骤,每个步骤又可采取不同的实验方案,进而影响eDNA的检测效率。eDNA技术主要应用于鱼类物种多样性监测、入侵物种检测、濒危物种检测和鱼类生物量的估算等方面。虽然国内eDNA的起步不晚,但相比国外研究方向较为单一,研究深度不高,需要进一步重视。