[发明专利]一种基于养殖水质大数据评价水产饲料的方法及系统

权利要求书

1.一种基于养殖水质大数据评价水产饲料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S100，通过设置于实验池和参考池投喂点上方的光谱图像采集设备开始同步采集实验池和参考池水面的光谱图像，分别记为实验光谱图像和参考光谱图像，以首次开始同步采集光谱图像的时间为T0，每隔时间间隔TG采集实验光谱图像和参考光谱图像得到实验光谱图像序列和参考光谱图像序列；

S200，将实验光谱图像序列和参考光谱图像序列中的实验光谱图像和参考光谱图像分别图像滤波后进行二值化并以边缘检测算子进行边缘检测，

从而通过边缘检测得到由实验光谱图像中最外层的边缘线构成的第一封闭区，通过边缘检测得到由参考光谱图像中最外层的边缘线构成的第二封闭区，

如果第一封闭区或者第二封闭区的内部首次出现第三边缘线构成的第三封闭区，则跳转到步骤S300；如果第一封闭区或者第二封闭区的内部没有出现第三边缘线构成的第三封闭区，则跳转到步骤S100；其中，第三边缘线为在第一封闭区或者第二封闭区中任意一个封闭区域的内部进行边缘检测得到的边缘线构成；

S300，记第三封闭区首次出现时的时间为T1，修改设置时间间隔TG为TG=(T1-T0)/n,即从开始采集光谱图像到第三封闭区出现时的采集时长(T1-T0)除以n；其中，n为实验光谱图像序列中实验光谱图像的数量或参考光谱图像序列中参考光谱图像的数量；

S400，如果第三封闭区首先出现在第二封闭区内部时，则判断待测水产饲料合格并结束步骤；如果第三封闭区首先出现在第一封闭区中，则转到S500进行下一项测试；

S500，如果第二封闭区内部出现由第四边缘线构成的第四封闭区，记录第四封闭区出现的时间为T2；分别计算第一封闭区和第三封闭区、第二封闭区和第四封闭区的扩散梯度得到第一梯度和第二梯度；其中，所述第四封闭区为在新采集的参考光谱图像的内部进行边缘检测得到的第二封闭区内部中新产生的边缘线构成的封闭区域；

S600，循环执行步骤S100～S500，计算得到实验光谱图像序列和参考光谱图像序列中同步的时间拍摄的实验光谱图像和参考光谱图像的各个第一梯度和第二梯度；当第一梯度和第二梯度的变化均由递增转变为递减时，选取实验光谱图像序列中各个实验光谱图像对应的第一梯度的最大值记为第一峰值，选取参考光谱图像序列中各个参考光谱图像对应的第二梯度的最大值记为第二峰值，并转到步骤S700；

S700，当第一峰值小于第二峰值时，判断待测水产饲料合格，否则判断待测水产饲料不合格；

其中，计算第一封闭区和第三封闭区的扩散梯度的方法为：

通过计算公式为G1=|B1-A1|÷H1计算扩散梯度，其中，G1值为在第一封闭区的边缘线和其内部的第三封闭区边缘线区间内对应的水体的浓度扩散梯度值，或称为扩散梯度值；

其中，B1的计算方法为：

计算第三封闭区边缘线上的各点到投喂点的欧氏距离的平均值作为第三封闭区扩散半径平均值，以所述投喂点为圆心、所述第三封闭区扩散半径平均值为半径在实验光谱图像中形成圆形的对应圆弧线得到一个圆弧线X1；

通过反演模型反演实验光谱图像的圆弧的对应位置获得圆弧线X1上的各个像素点对应位置的水域中的污染物的浓度的算术平均值作为B1，或者计算圆弧线X1上与实验光谱图像中对应像素点的灰度值的算术平均值作为B1；

其中，A1的计算方法为：

计算第一封闭区边缘线到投喂点的欧氏距离的平均值作为第一封闭区扩散半径平均值，以所述投喂点为圆心、所述第一封闭区扩散半径平均值为半径在实验光谱图像中形成圆形的对应圆弧线得到一个圆弧线Y1；

通过反演模型反演实验光谱图像的圆弧的对应位置获得圆弧线Y1上的各个像素点对应位置的水域中的污染物的浓度的算术平均值作为A1，或者计算圆弧线Y1上与实验光谱图像中对应像素点的灰度值的算术平均值作为A1；

其中，H1为圆弧线X1和圆弧线Y1之间的距离；

其中，计算第二封闭区和第四封闭区的扩散梯度的方法为：

通过计算公式为G2=|B2-A2|÷H2计算扩散梯度，其中，G2值为在第二封闭区的边缘线和其内部的第四封闭区边缘线区间内对应的水体的浓度扩散梯度值，或称为扩散梯度值；

其中，B2的计算方法为：

计算第四封闭区边缘线上的各点到投喂点的欧氏距离的平均值作为第四封闭区扩散半径平均值，以所述投喂点为圆心、所述第四封闭区扩散半径平均值为半径在参考光谱图像中形成圆形的对应圆弧线得到一个圆弧线X2；

通过反演模型反演参考光谱图像的圆弧的对应位置获得圆弧线X2上的各个像素点对应位置的水域中的污染物的浓度的算术平均值作为B2，或者计算圆弧线X2上与参考光谱图像中对应像素点的灰度值的算术平均值作为B2；

其中，A2的计算方法为：

计算第二封闭区边缘线到投喂点的欧氏距离的平均值作为第二封闭区扩散半径平均值，以所述投喂点为圆心、所述第二封闭区扩散半径平均值为半径在参考光谱图像中形成圆形的对应圆弧线得到一个圆弧线Y2；

通过反演模型反演参考光谱图像的圆弧的对应位置获得圆弧线Y2上的各个像素点对应位置的水域中的污染物的浓度的算术平均值作为A2，或者计算圆弧线Y2上与参考光谱图像中对应像素点的灰度值的算术平均值作为A2；

其中，H2为圆弧线X2和圆弧线Y2之间的距离。