[发明专利]一种水质毒性生物监测仪及监测方法

权利要求书

1.一种水质毒性生物监测仪，其特征在于，包括：

采集单元，其用于采集单位时间内受试鱼类的图像；

预处理单元，其用于对采集的不同角度受试鱼类的图像进行预处理；

坐标提取单元，其用于对预处理后的不同角度受试鱼类的图像中不同个体的中心位置坐标、头部位置坐标和尾部位置坐标进行提取；

行动轨迹确定单元，其用于根据预处理后的不同角度受试鱼类的图像中不同个体的中心位置坐标确定不同个体行动轨迹；

头部和尾部摆动次数确定单元，其用于根据预处理后的不同角度受试鱼类的图像中不同个体的头部位置坐标变化和尾部位置坐标变化分别确定头部的摆动次数和尾部的摆动次数；

所述不同角度受试鱼类的图像包括受试鱼类的正视图像和受试鱼类的侧视图像；

所述坐标提取单元包括：

正视图像坐标提取单元，其用于提取预处理后的受试鱼类的正视图像中不同个体的中心位置坐标、头部位置坐标和尾部位置坐标；

侧视图像坐标提取单元，其用于预处理后的受试鱼类的侧视图像中不同个体的中心位置坐标、头部位置坐标和尾部位置坐标；

正视图像坐标和侧视图像坐标关联单元，其用于将每一个个体的正视图像的中心位置坐标、头部位置坐标和尾部位置坐标与侧视图像中相应的中心位置坐标、头部位置坐标和尾部位置坐标关联，得到每一个个体的中心位置坐标、头部位置坐标和尾部位置坐标；

所述正视图像坐标和侧视图像坐标关联单元包括：

正视图像中个体特征提取单元，其用于提取预处理后的受试鱼类的正视图像中不同个体的个体特征；

侧视图像中个体特征提取单元，其用于提取预处理后的受试鱼类的侧视图像中不同个体的个体特征；

个体特征比对单元，其用于将预处理后的受试鱼类的正视图像中不同个体的个体特征与预处理后的受试鱼类的侧视图像中不同个体的个体特征进行比对；

个体坐标关联单元，其用于在比对成功的情况下，将不同个体的正视图像的中心位置坐标、头部位置坐标和尾部位置坐标与侧视图像相应的中心位置坐标、头部位置坐标和尾部位置坐标相关联；

还包括统计单元，其用于统计单位时间T_j内不同个体i的头部变化次数s_头i和尾部变化次数s_尾i之和，得到鱼群在单位时间内的活性j表示不同的单位时间。

2.一种水质毒性生物监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集单位时间内受试鱼类的图像；

对采集的不同角度受试鱼类的图像进行预处理；

提取预处理后的不同角度受试鱼类的图像中不同个体的中心位置坐标、头部位置坐标和尾部位置坐标；

根据预处理后的不同角度受试鱼类的图像中不同个体的中心位置坐标确定不同个体行动轨迹；

根据预处理后的不同角度受试鱼类的图像中不同个体的头部位置坐标变化和尾部位置坐标变化分别确定头部的摆动次数和尾部的摆动次数；

所述不同角度受试鱼类的图像包括受试鱼类的正视图像和受试鱼类的侧视图像；

所述提取预处理后的不同角度受试鱼类的图像中不同个体的中心位置坐标、头部位置坐标和尾部位置坐标包括以下步骤：

提取预处理后的受试鱼类的正视图像中不同个体的中心位置坐标(x_中i，y_中i)、头部位置坐标(x_头i，y_头i)和尾部位置坐标(x_尾i，y_尾i)，其中，x_中i为个体中心位置的X轴坐标，y_中i为个体中心位置的Y轴坐标，x_头i为个体头部的X轴坐标，y_头i为个体头部的Y轴坐标，x_尾i为个体尾部的X轴坐标，y_尾i为个体尾部的Y轴坐标，i为不同个体；

提取预处理后的受试鱼类的侧视图像中不同个体的中心位置坐标(y_中i，h_中i)或(x_中i，h_中i)、头部位置坐标(y_头i，h_头i)或(x_头i，h_头i)和尾部位置坐标(y_尾i，h_尾i)或(x_尾i，h_尾i)，其中，h_中i为个体中心位置的深度坐标，h_头i为个体头部的深度坐标，h_尾i为个体尾部的深度坐标；

将每一个个体的正视图像的中心位置坐标(x_中i，y_中i)、头部位置坐标(x_头i，y_头i)和尾部位置坐标(x_尾i，y_尾i)与侧视图像中相应的中心位置坐标(y_中i，h_中i)或(x_中i，h_中i)、头部位置坐标(y_头i，h_头i)或(x_头i，h_头i)和尾部位置坐标(y_尾i，h_尾i)或(x_尾i，h_尾i)相关联，得到每一个个体的中心位置坐标(x_中i，y_中i，h_中i)、头部位置坐标(x_头i，y_头i，h_头i)和尾部位置坐标(x_尾i，y_尾i，h_尾i)；

所述将每一个个体的正视图像的中心位置坐标(x_中i，y_中i)、头部位置坐标(x_头i，y_头i)和尾部位置坐标(x_尾i，y_尾i)与侧视图像中相应的中心位置坐标(y_中i，h_中i)或(x_中i，h_中i)、头部位置坐标(y_头i，h_头i)或(x_头i，h_头i)和尾部位置坐标(y_尾i，h_尾i)或(x_尾i，h_尾i)相关联包括以下步骤：

提取预处理后的受试鱼类的正视图像中不同个体的个体特征；

提取预处理后的受试鱼类的侧视图像中不同个体的个体特征；

将预处理后的受试鱼类的正视图像中不同个体的个体特征与预处理后的受试鱼类的侧视图像中不同个体的个体特征进行比对；

如果比对成功，将不同个体的正视图像的中心位置坐标(x_中i，y_中i)、头部位置坐标(x_头i，y_头i)和尾部位置坐标(x_尾i，y_尾i)与侧视图像中相应的中心位置坐标(y_中i，h_中i)或(x_中i，h_中i)、头部位置坐标(y_头i，h_头i)或(x_头i，h_头i)和尾部位置坐标(y_尾i，h_尾i)或(x_尾i，h_尾i)相关联；

还包括，统计单位时间T_j内不同个体i的头部变化次数s_头i和尾部变化次数s_尾i之和，得到鱼群在单位时间内的活性j表示不同的单位时间。