基于计算机视觉的鱼类行为自动监测系统设计与实现

针对传统的鱼类行为观察方法的缺点,提出了一种基于计算机视觉的鱼类行为自动监测系统的设计与实现方法。系统利用摄像设备对鱼的行为进行24小时监控,通过监测鱼类体色与游动速度(加速度)的变化,自动发现由于应激或疾病等引起的行为异常。该文设计的方法对水产养殖业实施水产生物的自动化监测具有一定的借鉴意义。

基于图像处理和压缩感知的鱼群低溶氧胁迫异常行为检测方法

为了克服人工观测鱼群异常行为费时费力的问题,本文提出了一种基于图像处理和压缩感知算法的鱼群低溶氧胁迫异常行为的自动检测方法。以锦鲤(Cyprinus carpio)为研究对象,通过获取常氧和低氧2种情况下的鱼群运动视频图像,利用图像处理技术得到鱼群位置直方图,提取鱼群位置的均值、方差、歪斜度、峰态和能量5个参数,构成每幅图像的鱼群运动特征参数。在此基础上构建数据词典矩阵,并利用压缩感知分类方法实现低溶氧胁迫下的鱼群异常行为检测。实验结果表明,该方法能有效实现低溶氧胁迫下的鱼群异常行为检测,准确率达到98.50%。

基于图像处理方法的根系分形维数估计

应用图像处理方法,给出了根系分形维数估计的网格计数法,得到了相应的算法,即先用数字图像采集设备取得根系的图像,再用网格计数法对处理后的图像进行计盒维数估计,并用Java语言进行实现,为根系研究提供了一种新的思路和手段。在此基础之上,计算了黑麦草(LoliumperenneL.)根系的分形维数,与实测数据基本吻合。此方法不仅解决了对根系研究直接测量难度大、工作量大的问题,而且可用于多种植物根系的分形维数计算。

基于Agent的温室智能选配系统的设计和实现

如何让用户根据气候特征、成本控制目标等模糊条件,合理选择温室类型及配套设施,并提供相应的技术和服务,是当前设施农业发展中迫切需要解决的问题。为了解决这个问题,在温室系统结构分析的基础上,运用Agent技术,设计了温室智能选配系统,并给出了系统的Java实现。该系统采用分层式设计,接口清晰,能充分利用现有基于RDBMS的系统,在核心层的设计中,使用了PAC(Presentation-Abstrac tion-Control)模式便于系统的维护和扩充,为智能决策支持系统的设计与实现提供了一种新方法。

基于光流法与特征统计的鱼群异常行为检测

鱼类群体行为的异常检测能够为鱼类健康监控与预警提供重要的方法和手段,对研究鱼类行为的机理,提升水产养殖过程中的信息化水平具有非常重要的意义。该文通过计算机视觉和图像处理技术,基于鱼群运动特征统计方法,对鱼群异常行为检测进行研究。利用Lucas-Kanade光流法得到目标鱼群的运动矢量,并对目标运动的行为特征进行统计,得到速度与转角这2个行为特征的联合直方图与联合概率分布。最后,在联合概率分布的基础上,基于标准互信息(normalized mutual information-NMI)和局部距离异常因子(local distance-based outlier factor-LDOF)2种方法对鱼群行为进行异常检测。试验结果表明,2种异常检测方法均达到99.5%以上的准确率。

基于计算机视觉技术的运动鱼检测算法

为了提高水中鱼的运动检测精度,该文在分析比较图像和视觉领域常用的运动目标检测算法的基础上,提出了3种适合于运动鱼检测的改进算法。试验结果表明,该文提出的算法在检测鱼的快速运动方面要优于传统算法,特别是帧间差分和运动平均背景建模结合方法较其他算法在平均检测时间和检测精度方面更具优势,在鱼类运动检测方面有较大的应用潜力。

循环水养殖游泳型鱼类摄食活动强度评估方法研究

针对循环水养殖游泳型鱼类过程中的高效投喂难题进行了研究,以罗非鱼为实验对象,提出了一种基于改进动能模型的鱼群摄食活动强度评估方法。该方法避免了鱼群目标的前景提取和对鱼群内个体的跟踪,直接以由鱼群摄食活动引起的水面反光区域变化特征为关键因素进行分析。首先,在HSV色彩空间下对水面反光区域进行分割、提取;其次,利用Lucas-Kanade光流、统计学方法以及信息熵对反光区域变化的不规律程度进行计算和分析;最后,结合反光区域的变化幅度信息实现对鱼群摄食活动强度的评估。通过实验结果对比分析可知,所提方法在单轮多次饱食投喂(间隔时间(40±2)s)下针对不同肠胃饱满指数(20.35±10、150.61±10)的罗非鱼均能较好地描述鱼群摄食活动强度。

海水养殖多环境因子在线监测系统的设计与实现

针对海水养殖中水质、气象参数的自动监测和预警需求,采用YSI 600R多参数水质仪和TRM-ZS2型自动气象站作为养殖现场水质和气象参数在线监测仪,结合GPRS无线传输技术和信息处理技术,设计开发了海水养殖多环境因子在线监测系统。该系统可在线、连续地对水温、酸碱度、溶解氧含量、盐度4个水质参数以及风速、气压、太阳辐射、雨量4个气象参数进行测量,并提供了养殖自动预警功能。系统能实时对海水养殖风险的潜在因子进行监测,可解决采用人工方式无法满足大规模、集约化海水养殖环境因子监测需要的问题。

基于P87LPC764的温室智能温度计的研制

针对一般温室内温度测量电路设计复杂、温度测量与温度控制分离等缺点,以Philips公司生产的P87LPC764为核心器件,以软件方法代替硬件电路,研制了智能化、便携式的数字温度计,实现了对定点温度的采集、处理及控制信号输出。

基于视频数据和传递熵的鱼群信息传递网络构建

鱼群中的个体如何通过信息传递从而达到一致的群体运动状态,至今还没有刻画这一现象的统一数学模型.本文阐述了一种利用视频数据和传递熵构建鱼群中个体间信息传递网络的方法.首先用实验获取斑马鱼集群的视频数据,并采用计算机视觉跟踪的方法获取鱼群中每个个体的位置和运动速度,然后利用传递熵计算个体两两之间的信息传递关系,在此基础上构建了鱼群信息传递网络.通过网络分析,揭示了鱼群中个体间的信息交互个数与信息传播速度之间的关系,进一步发现了鱼群信息传递网络中的频繁子结构.本文提供了一种利用探测时间序列间因果关系建立鱼群信息传递网络的方法,为鱼群信息传递研究提供了一种新的思路.

基于计算机视觉的游泳型鱼类摆尾频率提取方法

针对水产养殖实践中鱼类摆尾频率计数困难的问题,提出一种基于计算机视觉的游泳型鱼类摆尾频率测量方法。利用摄像头获取视频,通过背景减法、二值化处理后得到只包含鱼的二值图像,并对二值图像细化得到鱼体脊椎方向的中线,再使用角点检测算法提取头部特征点、尾部特征点和鱼体脊椎曲线上特征点,进而通过特征点计算鱼体曲率。人工选取摆尾曲率无限接近零的图像,使用算法计算曲率数值,统计误差的大小和方差,用以确定统计摆尾次数的曲率阈值;方法的验证以大黄鱼(Larimichthys crocea)为实验对象,比较算法测量与人工计数的结果发现,正确率达到91.7%,能较好地测量摆尾次数;与基于距离的摆尾测量方法相比,该算法在测量曲率较大的图像时波动较小,更适合摆尾频率测量。

基于划分工作方式的中央空调达标时间预测

为了同时满足中央空调温湿度控制工艺要求和企业节能降耗要求,解决中央空调达标时间预测问题,提出了一种在划分空调工作方式基础上的组合预测模型.在加温加湿工作方式下,采用随机森林算法构建分类预测模型,用深度特征提取后的高级特征作为模型输入,解决了小样本分类预测的过拟合问题.为进一步降低算法时间复杂度,利用改进粒子群方法对模型参数寻优.在降温除湿工作方式下,使用K近邻算法动态划分类别区间,并利用密度峰值改进SMOTE算法解决类别不平衡问题,采用极限梯度提升算法构建分类模型.考虑到空调延迟开启或提前开启对企业效益造成的损失不同,采用多角度综合评价方法对模型进行评估.通过与支持向量机(现用模型)等多种预测模型的对比实验,验证了组合模型的有效性和实用性.实验表明组合模型平均绝对误差为3.2 min,与现用模型相比,组合模型折标能耗降低了14.71%.

基于压缩感知理论的葡萄干分类研究

为实现机器视觉准确判别葡萄干品种,提出了一种基于压缩感知理论(Compressed Sensing,CS)的葡萄干品种分类方法。以3种葡萄干为研究对象,并提取葡萄干图像的形态、颜色和纹理特征参数,得到葡萄干训练样本的数据词典矩阵。压缩感知理论分类算法首先利用由葡萄干图像特征参数组成的数据词典矩阵对每一个葡萄干测试样本进行稀疏性表示,得到稀疏向量。然后利用稀疏向量对葡萄干测试样本进行重构,并计算重构样本与测试样本之间的残差,最后通过比较残差的大小来确定测试样本的类别。将提出的方法与最小二乘法支持向量机(Least squares support vector machine,LSSVM)和BP(Back Propagation)网络的识别结果做了对比和分析。试验结果表明,基于压缩感知理论的分类方法对于3个葡萄干品种的综合分类准确率为99.17%,获得了最好的分类效果。

基于混合深度学习模型的企业中央空调蒸汽预测

为解决企业生产车间多空调能耗与生产任务、气候环境匹配的精准供能问题,实现多台大型中央空调机组蒸汽消耗预测,提出一种基于GRU和3DConv-PredRNN++的混合深度学习预测模型.针对多台空调机组动态联动关系,使用三维卷积和PredRNN++方法提取机组间蒸汽损耗关系作为空间因素特征参与模型预测;为捕捉蒸汽消耗量序列的总体趋势和局部变化,数据集采用平滑过程模式、趋势性模式和周期性模式作为模型输入;为提高模型预测性能,基于门控循环单元(GRU)耦合外部因素特征并捕捉时间因素特征;最后通过参数矩阵融合方式来构建模型.通过与多种预测模型的对比实验,证明混合深度学习模型预测精度的优越性和空间因素特征参与模型预测的必要性.与现有模型相比,所提模型平均能耗折标(ASEC)降低了60.09%.

改革创新添活力 宁波现代农业扬帆启航

2017年中央一号文件指出,在新形势下,农业主要矛盾已经由总量不足转变为结构性矛盾,主要表现为阶段性的供过于求和供给不足并存。各类农产品普遍面临的问题,或产非所需、或产大于需、或产小于需,主要的是在质量、安全、特色等方面不尽如人意,绿色、优质农产品供给不足。

鸟窝与头发

玛丽是一位小学老师。一次，一个学生告诉她说，一只鸟儿在教室外的树上垒了个窝。 “是什么鸟呢？”玛丽问道。