[发明专利]一种珊瑚礁生境调查视频分析方法

说明书

本发明公开了一种珊瑚礁生境调查视频分析方法、存储介质及终端，属于珊瑚礁生境调查领域，其中珊瑚礁生境调查视频分析方法包括步骤1：对珊瑚礁生境进行视频采集；步骤2：对采集到的珊瑚礁生境视频逐帧图像语义分割，逐帧计算不同种类珊瑚礁的盖度；步骤3：获得视频相应帧的加权系数；步骤4：利用不同种类珊瑚礁的盖度与视频相应帧的加权系数，估算珊瑚礁生境的总盖度和每种珊瑚礁的盖度。本发明能够利用图像处理技术进行珊瑚礁的识别，节省了大量水下人工识别和记录的工作量，自动化程度极大提高，珊瑚盖度计算准确率高，可靠性好。

技术领域

本发明涉及珊瑚礁生境调查领域，特别涉及一种珊瑚礁生境调查视频分析方法、存储介质及终端。

背景技术

珊瑚礁是生物礁，珊瑚礁生态系统被认为是岛礁的灵魂和保护神。珊瑚礁生态系统物种丰富，生产力极高，被誉为海洋“热带雨林”。在全球气候变化和人类活动的多重压力下，珊瑚礁生态系统退化严重，其监测和评估尤为重要。珊瑚礁的生境特征是决定鱼类等生物群落结构及分布的重要因素，生境评估是珊瑚礁生态系统研究的基本内容。

水下视频是获取生境及其栖息生物群落信息的重要手段，包括潜水员手持相机进行样点和样带调查、采用水下机器人等有缆设备进行视频调查等。专利号：202110017362.1，专利名称为：一种基于样本选择扩充的冷水珊瑚分布预测方法及系统的中国发明专利公开了冷水珊瑚分布预测方法，可有效提高预测结果的准确度。

发明人在日常实践中，发现现有的技术方案具有如下问题：由于潜水员或水下机器人游速不均，进行采集的视频往往存在不同样带区间采集的图片帧数不均，致使潜水员游速不均对珊瑚盖度估算带来一定影响，利用视频进行珊瑚礁盖度计算误差较大。

有鉴于此，实有必要提供一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供：一种珊瑚礁生境调查视频分析方法，提高利用视频进行珊瑚礁盖度计算的准确率和可靠性，包括如下步骤：

步骤1：对珊瑚礁生境进行视频采集；

步骤2：训练珊瑚生境图像语义分割模型，对采集到的珊瑚礁生境视频逐帧图像语义分割，逐帧计算不同种类珊瑚礁的盖度；所述语义分割为将珊瑚生境图像中出现的海水、石头以及不同种类的珊瑚进行分类；

步骤3：获得视频相应帧的加权系数；

步骤4：利用不同种类珊瑚礁的盖度与视频相应帧的加权系数，估算珊瑚礁生境的总盖度和每种珊瑚礁的盖度。

优选的，所述步骤1包括：

（11）、在珊瑚礁区布设样带；

（12）、潜水员沿样带拍摄珊瑚礁生境视频。

优选的，所述样带的长度为50-100米。

优选的，所述步骤2包括：

（21）、选择不少于50张包含视频中出现的全部珊瑚种类的视频截图；采用Labelme标注软件对不同种类的珊瑚、无珊瑚海底进行标注，建立语义分割数据集；采用DeepLabV3+模型对语义分割数据集进行训练和验证，以此生成珊瑚生境图像语义分割模型；

（22）、利用建立的上述DeepLabV3+模型逐帧对珊瑚礁生境视频进行语义分割，生成各帧珊瑚礁分布的语义图；

（23）、利用所述语义图，逐帧计算不同珊瑚礁的盖度。

优选的，所述珊瑚礁的盖度为每种珊瑚礁的像素数与图片总像素数的比值。

优选的，所述步骤3包括：

（31）、采用稀疏光流法提取视频每两帧间特征点的光流向量的方向和幅值；