论文题目: 基于计算机视觉的急性应激条件下尼罗罗非鱼的行为研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 农业生物环境与能源工程
作者: 徐建瑜
导师: 崔绍荣,苗香雯
关键词: 水产养殖,计算机视觉,鱼类行为,体色,应激
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在水产养殖过程中,鱼的行为能为养殖者提供有价值的信息。水产养殖系统中经常出现的溶氧降低、温度突变、污染物或氨氮浓度升高等多种条件下都会使鱼处于应激状态,严重影响鱼的成活率,能及早发现鱼处于应激状态可以减少产量损失。一般急性应激会使鱼产生非常显著的生理和行为变化。鱼的行为可以通过入侵或非入侵的方法在现场连续监测,具有在生产条件下利用鱼的行为变化预测应激的潜力。 本研究项目建立了量化鱼群体行为参数（群体运动活跃性）和体色的方法,并在此基础上研究了尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）在缺氧和非离子氨浓度升高等引起的剧烈应激状态下的行为变化反应。具体研究内容如下: （1） 利用计算机视觉技术量化鱼群整体活跃性 对间隔一定时间连续采集的图像序列进行阈值分割后前后两帧图像相减,通过对帧差图像中的运动区域（帧差非零区域）进行标记,求出每一条鱼在采集间隔时间中因运动引起的投影面积变化,和后一帧图像中每条鱼的投影面积相除,得到每一条鱼在两帧采集过程中的相当于体长倍数的游动距离,进而求得体长倍数游速。将这些游速取平均得到了在这段时间内鱼群的平均游速,可以反映鱼群的活跃程度。 （2） 利用计算机视觉技术量化水中鱼的体色 将图像转换到HSV空间得到鱼体的明度值,和经校准后的无色玻璃覆盖的灰级各阶明度值进行比较并近似采用线性插值的方法,获得鱼体的明度阶值表示体色亮暗程度,这样可以连续量化鱼在水中的体色而不惊扰鱼。 （3） 罗非鱼在溶氧浓度波动条件下的行为变化 研究了罗非鱼在环境溶氧浓度下降,保持在低浓度,以及恢复到正常浓度的整个过程中呼吸频率和群体活跃性、位置分布、密集程度等行为参数的变化,低溶氧浓度有1.5、0.8和0.3mg l-1三个不同水平。罗非鱼群体的运动活跃性和空间分布参数能较好的反映出严重的缺氧情况,最显著的变化是垂直方向位置分布的上升和游动活跃性的下降,两个不同严重程度缺氧水平下运动活跃性和垂直方向上的位置分布之间存在显著差异,行为参数能很好地反映出严重缺氧的发生和恢复。罗非鱼的呼吸频率对急剧缺氧应激反应敏感,可以可靠地监测到罗非鱼严重缺氧应激状态的发生,但不能区别缺氧的严重程度。 （4） 罗非鱼在氨氮应激条件下的行为变化 监测罗非鱼在低、中、高(0.13、0.79、2.65 mg l-1)水平的非离子氨浓度下的行为反应,在低浓度下水平下鱼群通常占满整个水体,游动活跃且在各个方向上的分布均匀,计算得到的游动活跃性和分布参数没有大的波动,和正常条件下的行为几乎没有区别。在中等非离子氨浓度条件下在垂直方向上鱼群的位置和密集程度发生明显的变化:群心位置随着时间的波
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1．1 我国水产养殖的发展和在国际水产养殖中的地位
1．2 鱼类行为学在水产养殖中应用的意义和研究进展
1．2．1 鱼类行为学在水产养殖中应用的意义
1．2．2 鱼类行为学研究的发展
1．2．3 鱼类行为学在水产养殖中的应用研究
1．2．4 我国鱼类行为学研究的发展现状
1．3 鱼类的应激反应
1．3．1 水产养殖中常见的应激原
1．3．2 应激反应的模式
1．3．3 应激对鱼类的影响
1．3．4 小结
1．4 计算机视觉技术在水产养殖生物信息获取中的应用
1．4．1 计算机视觉技术在养殖生物的生物量和生长评估中的应用
1．4．2 计算机视觉技术在鱼的行为监测和应激状态评估中的应用
1．4．3 计算机视觉技术在水产养殖中的其它应用
1．4．4 小结
1．5 课题来源、研究意义、主要研究内容和预期结果
1．5．1 课题来源
1．5．2 研究意义
1．5．3 研究内容
1．5．4 研究课题的创新之处
第二章 鱼的行为量化方法
2．1 计算机视觉系统的组成
2．2 鱼游速的测量方法
2．2．1 鱼游速的表示方法
2．2．2 单条鱼游速的测量方法
2．2．3 鱼群游速的测量
2．2．4 图像处理方法
2．2．4．1 图像处理过程
2．2．4．2 和基于 HSV颜色空间的分割结果比较
2．2．5 结果
2．3 鱼群的其他行为参数
2．4 鱼体色的量化
2．4．1 常用的颜色空间
2．4．2 鱼体颜色明度的量化方法
2．5 小结
第三章 罗非鱼在溶氧浓度波动条件下的行为变化
3．1 材料与方法
3．1．1 鱼
3．1．2 实验水族箱
3．1．3 实验过程
3．2 结果
3．2．1 呼吸频率的变化
3．2．2 鱼群的行为参数变化
3．3 讨论
3．3．1 缺氧条件下呼吸频率的变化
3．3．2 缺氧条件下行为参数的变化
3．4 结论
第四章 罗非鱼在氨氮应激条件下的行为变化
4．1 材料和方法
4．1．1 鱼和实验系统
4．1．2 实验过程
4．2 结果与讨论
4．3 结论
第五章 罗非鱼对背景颜色的适应性研究
5．1 材料和方法
5．1．1 鱼和实验系统
5．1．2 实验过程
5．1．2．1 罗非鱼在正常条件下体色对背景的适应
5．1．2．2 罗非鱼在严重社会应激条件下体色对背景的适应
5．1．2．3 罗非鱼在严重非离子氨应激条件下体色对背景的适应
5．2 结果
5．2．1 正常条件下体色对背景的适应变化
5．2．1．1 适应白色背景的鱼体色对背景的适应变化
5．2．1．2 适应蓝色背景的鱼体色对背景的适应变化
5．2．2 严重社会应激条件下体色对背景的适应变化
5．2．3 严重氨氮应激条件下体色对背景的适应变化
5．3 讨论
5．4 结论
第六章 应激条件下罗非鱼体色和应激生理指标变化及其关系
6．1 材料和方法
6．1．1 鱼和实验系统
6．1．2 血液采样和应激指标测试方法
6．1．3 实验过程
6．1．3．1 在不同浓度非离子氨情况下罗非鱼的体色变化
6．1．3．2 在不同浓度非离子氨情况下罗非鱼的应激生理指标和体色变化关系
6．2 结果
6．3 结论
第七章 结论与建议
7．1 主要结论
7．2 建议
致谢
参考文献
作者简介
发布时间: 2005-07-15
参考文献
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