基于動態(tài)圖像理解的水質生物監(jiān)測系統(tǒng)研究與應用.pdf

1、隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國的水污染情況變得相當嚴峻,嚴重影響了人民的生活和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此,必須對水質及早地進行監(jiān)測,不能“先污染后治理”。生活在水中的生物與水息息相關,能夠通過其生態(tài)狀況的變化來反應水質的變化,及時地為人們提供水體早期的污染情況。生物式水質監(jiān)測的實質就是通過水體中生物指示器的生態(tài)狀況的變化,達到綜合評價水質的目的。本文提出了一種基于動態(tài)圖像理解的活體魚水質監(jiān)測技術,它結合了水質生物監(jiān)測、計算機視覺和動態(tài)圖像理解等技

2、術,為生物式水質實時在線監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā),提供了一種新的技術和方法。
　　 論文所做的主要工作包括以下幾點:
　　 1、提出了基于動態(tài)圖像理解的生物式水質監(jiān)測技術。通過計算機視覺技術實時、連續(xù)地獲得生物式水質監(jiān)測中用作水質生物指示器的視頻圖像,再通過對視頻序列圖像中運動目標的跟蹤,提取出生物指示器的行為參數(shù),利用動態(tài)圖像理解技術對這些行為參數(shù)進行分析,進而達到評價水質安全狀況的目的。
　　 2、研究了視頻圖像處理技

3、術。研究的是視頻圖像的一些預處理技術和處理技術。對于視頻圖像預處理技術,本文主要介紹了典型的圖像濾波技術、平滑技術和增強技術,然后利用這些技術對視頻圖像進行處理,為后續(xù)的處理奠定了基礎。對于視頻圖像處理技術,本文介紹幾種運動目標檢測與跟蹤的方法。文中主要采用了典型的基于混合的高斯模型背景重建與更新技術、基于背景減法的目標檢測技術和基于Kalman濾波器的目標跟蹤技術,實現(xiàn)對活體魚的行為軌跡進行跟蹤。
　　 3、對用活體魚監(jiān)測水質

4、變化的過程進行語義描述及解釋?；铙w魚的游泳速度、游泳高度、活魚的數(shù)量等行為特征可以反應水質的變化,活體魚的這些行為特征又可以通過高級圖像語義所識別和分析。本文通過跟蹤到的活體魚的運動軌跡,設計和提取活體魚的行為參數(shù),并對提取出的行為參數(shù)進行語義分析,進而判斷活體魚的生態(tài)狀況。
　　 4、用活體魚作為生物式水質監(jiān)測的生物指示器進行實驗。魚類作為水質生物指示器具有明顯的優(yōu)勢,如成本低、資源易獲取、對水質感覺靈敏度高等優(yōu)點,使其成為我