[发明专利]基于图像中水生生物运动特征的水质监测方法

摘要

一种基于图像中水生生物锦鲫运动特征的水质监测方法，采用锦鲫作为指示生物，采用两个摄像头拍摄锦鲫在鱼缸中游动的图像序列，根据图像求出锦鲫单位时间内的平均运动速度、转向次数、平均转弯角度、平均身体倾角、滞留上层水域时间，根据该五项指标的异常变化进行自动判断，对检测出的超标浓度废水进行报警。首先采用两个摄像头拍摄锦鲫在鱼缸中游动的图像序列，在两个图像序列中采用图像分割技术检测锦鲫在各个图像上的目标区域信息，根据目标区域信息求出锦鲫在各帧图像上的位置和角度，然后根据锦鲫在各帧图像上的位置和角度信息求出单位时间内平均运动速度、转向次数、平均转弯角度、平均身体倾角、滞留上层水域时间。最后根据该五项指标判断水质污染程度。本发明方法简单、实现容易，解决了水质监测中理化检测的单一性等问题。

主权项

一种基于图像中水生生物锦鲫运动特征的水质监测方法，其特征在于包括如下具体步骤：1) 采用两个摄像头对水生生物锦鲫在鱼缸中的游动进行拍摄，一个摄像头放在鱼缸的正上方，一个摄像头放在鱼缸的侧方，得到两个图像序列；2) 采用图像阈值分割技术检测并得到在各个图像上锦鲫的目标区域，根据目标区域信息求出锦鲫在各个图像上的中心像素位置。根据上方摄像头拍摄的图像序列中锦鲫的中心像素位置求出锦鲫的运动轨迹，根据上方摄像头拍摄的图像序列中锦鲫的中心像素位置和时间求出锦鲫在各个时刻的运动速度，根据上方摄像头拍摄的图像序列中锦鲫的目标区域信息求出锦鲫在各个时刻的身体角度。根据侧方摄像头拍摄的图像序列中锦鲫目标区域最高点的像素位置求出锦鲫在各个时刻的距水面距离，根据侧方摄像头拍摄的图像序列中锦鲫的目标区域信息求出锦鲫在各个时刻的身体倾角； 3) 根据锦鲫在各个时刻的运动速度求出锦鲫在单位时间内（选取一分钟为单位时间）平均运动速度，根据锦鲫的运动轨迹和各个时刻的身体角度求出锦鲫在单位时间内的转向次数和平均转弯角度，根据锦鲫在各个时刻的距水面距离求出锦鲫在单位时间内的滞留上层水域时间，根据锦鲫在各个时刻的身体倾角求出锦鲫在单位时间内的平均身体倾角；4) 若平均运动速度、转向次数、平均转弯角度、平均身体倾角、滞留上层水域时间五项指标中有多项或全部大于给定的阈值，则可判断水质被污染。