導(dǎo)語：計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖的運(yùn)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)量方式對(duì)比

1.傳統(tǒng)測(cè)量方式傳統(tǒng)的測(cè)量方式主要是人工通過肉眼判斷、手工接觸或使用簡單的測(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量。這種測(cè)量方式雖然簡單易行，但卻容易受到測(cè)量者的個(gè)人習(xí)慣與經(jīng)驗(yàn)影響，同時(shí)外部環(huán)境對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾也較大。這些因素導(dǎo)致傳統(tǒng)測(cè)量方式主觀性強(qiáng)、整齊性差、出錯(cuò)率高。此外，水生動(dòng)物敏感性較強(qiáng)，用手工接觸的方式進(jìn)行測(cè)量容易導(dǎo)致水生動(dòng)物感染疾病甚至死亡，從而不利于水生動(dòng)物的生長。2.計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)人類的感覺包括視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等，但依靠視覺獲取絕大部分的信息。計(jì)算機(jī)視覺（CV）是指賦予機(jī)器人類的視覺功能，該技術(shù)起源于統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別，涉及到圖像分析、圖像處理、模式識(shí)別及人工智能等多種技術(shù)。其基本原理是通過圖像傳感器獲取圖像信號(hào)，然后傳送給圖像處理系統(tǒng)，再將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，并針對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算與處理以提取特征信息，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的識(shí)別、檢測(cè)與控制等。

二、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)中的應(yīng)用

光學(xué)成像技術(shù)、圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)的不斷成熟，推動(dòng)了基于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的自動(dòng)化檢測(cè)手段的發(fā)展與應(yīng)用。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在測(cè)量對(duì)象的線性尺寸、顏色等屬性方面優(yōu)勢(shì)明顯，具有經(jīng)濟(jì)快速、準(zhǔn)確一致、客觀專業(yè)等特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)中的應(yīng)用涵蓋了魚、蝦、蟹、貝等多種水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物，并且已經(jīng)成為精細(xì)化水產(chǎn)養(yǎng)殖的關(guān)鍵技術(shù)手段之一。1.水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)控。養(yǎng)殖水體中的許多參數(shù)需控制在合理的范圍之內(nèi)，才可保證水生動(dòng)物的良好生存環(huán)境。我國的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中多采用不能長期連續(xù)使用的非在線型水質(zhì)測(cè)試儀表。這種儀表在使用過程中容易受到人為或儀器等原因影響從而造成測(cè)量數(shù)據(jù)誤差，即使是全天不間斷測(cè)試水質(zhì)，這種誤差也仍然存在。隨著工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)末開始研究自動(dòng)化水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)養(yǎng)殖水體中的水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控，包括溫度、濁度、溶氧、亞硝酸鹽、氨氮、鹽度、酸堿度等。目前，溶氧、水溫等指標(biāo)的監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用比較廣，水體凈化設(shè)備和增氧設(shè)備等與其相關(guān)的執(zhí)行機(jī)械的監(jiān)控應(yīng)用也頗多。2.投餌監(jiān)控。投餌飼喂是水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中的重要實(shí)用技術(shù)環(huán)節(jié)，減少投餌過程中的浪費(fèi)可以有效降低水生動(dòng)物的飼養(yǎng)成本，同時(shí)有利于減少污染水體的殘餌量、改善水生動(dòng)物生存環(huán)境，從而保持養(yǎng)殖動(dòng)物的健康狀態(tài)。利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)來控制投餌，可以精確控制餌料投放量，同時(shí)可觀察到投餌過程中魚群的聚集情況，并以此判斷魚體的健康狀況及餌料的利用情況。3.生長監(jiān)控。對(duì)于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)來說，定期檢測(cè)魚體尺寸、重量等是一項(xiàng)非常重要的工作。傳統(tǒng)的定期打網(wǎng)捕撈檢測(cè)容易對(duì)魚體造成損傷，影響其后期的生長發(fā)育。目前可利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的圖像測(cè)量技術(shù)測(cè)量水中魚體的尺寸大小，從而判斷魚體的生長情況，對(duì)校正之后的魚體圖像進(jìn)行去噪、二值化、分割，得到魚體的尺寸大小、魚眼位置、魚尾位置等。眾多試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，計(jì)算機(jī)圖像測(cè)量技術(shù)和人工測(cè)量相比，魚體尺寸的實(shí)際值與測(cè)量值差異不大。據(jù)報(bào)道，RUFF、HARVEY、JONES等不同品種魚體的樣本試驗(yàn)結(jié)果均表明計(jì)算機(jī)視覺圖像測(cè)量值與實(shí)際值之間無顯著差異。采用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)檢測(cè)蝦夷扇貝大小，識(shí)別精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機(jī)械分級(jí)機(jī)，平均相對(duì)誤差僅為2.12%。既避免了機(jī)械碰撞等對(duì)扇貝造成的損傷，同時(shí)檢測(cè)精度也能夠滿足使用要求，因而認(rèn)為用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)控制扇貝分級(jí)是可行的，且實(shí)用價(jià)值很高。4.行為監(jiān)控。動(dòng)物行為與其生理狀態(tài)及外界刺激密切相關(guān)，是機(jī)體的重要功能表現(xiàn)。水體環(huán)境發(fā)生改變或水生動(dòng)物受到刺激時(shí)動(dòng)物會(huì)表現(xiàn)出不同的行為：當(dāng)水體溶氧不足時(shí)，魚會(huì)拼命往水面上游動(dòng)；魚生病時(shí)，其肢體無力，表現(xiàn)為游速變慢，對(duì)外界環(huán)境的刺激反應(yīng)遲鈍。傳統(tǒng)的測(cè)量方式較難實(shí)現(xiàn)對(duì)水體中水生動(dòng)物的疾病觀察，容易延誤病情。而應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)直觀快速地對(duì)水生動(dòng)物行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并可利用自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。同一養(yǎng)殖塘中養(yǎng)殖的水生動(dòng)物品種相同，且大小相近，當(dāng)觀察到魚塘中魚出現(xiàn)側(cè)翻，說明有不適或者即將死亡。由于池塘水背景色較深而魚腹顏色較白，因而很容易觀測(cè)到。例如，可采用統(tǒng)計(jì)方法分割池塘水背景色及病魚的閾值，分別得到池塘內(nèi)魚體面積與腹部白色面積。同時(shí)將池塘背景和魚腹部兩種顏色的區(qū)域分割，再統(tǒng)計(jì)魚腹部白色區(qū)域面積大小，當(dāng)白色區(qū)域面積大于等于統(tǒng)計(jì)值下限且小于統(tǒng)計(jì)值上限時(shí)視作魚類出現(xiàn)不適，即可觸發(fā)報(bào)警。采用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)既可減少人力的消耗，又可節(jié)省時(shí)間和成本。

三、結(jié)語

近年來，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在漁業(yè)生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用不斷增加，技術(shù)手段越來越成熟，同時(shí)也存在一些困難需要解決。由于水生動(dòng)物都生活在水下，因而水質(zhì)、水溫、水流、魚鱗片反光等因素均會(huì)影響計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的測(cè)量結(jié)果。因此，應(yīng)繼續(xù)深入研究圖像處理技術(shù)的新方法和新手段，獲得高質(zhì)量圖像，使得計(jì)算機(jī)在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的應(yīng)用前景更加廣闊。

作者:汪文忠 單位:1.杭州市下城區(qū)東新路 2.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心