[發明專利]一種自適應周年觀測礁區生物活動規律的系統及方法

有效

• 申請號: 202110380443.8
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113095399B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 王斐;張明亮;韓慧宗;汪健平;劉京熙;于廣磊;崔國平;姜海濱;王騰騰
• 申請（專利權）人: 山東省海洋資源與環境研究院(山東省海洋環境監測中心;山東省水產品質量檢驗中心)
• 主分類號: G06V10/764
• 分類號: G06V10/764;G06V10/774;G06V10/80;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京鼎德寶專利代理事務所(特殊普通合伙) 11823
• 代理人: 牟炳彥

本發明為一種自適應周年觀測礁區生物活動規律的方法，包括以下步驟，間歇性采集各類數據；將各類數據進行處理，并進行存儲；同時利用多層特征識別網絡對圖像信息進行識別處理，識別出生物種類；將識別處理結果以及時間信息打包后，進行存儲；同時將識別處理結果以及時間信息打包后進行平臺顯示；對識別處理結果進行管理。由于利用多層特征識別網絡對圖像進行識別處理，可以提升運算效率，且本發明的技術方案可以實現對低質量圖像的識別，無需使用強光照射，不會對水下生物習性造成影響，且采用中斷管理策略，可降低觀測電量消耗和觀測成本。

技術領域

本申請涉及圖像數據處理和數據識別領域，具體涉及一種自適應周年觀測礁區生物活動規律的系統及方法。

背景技術

珊瑚礁為許多動植物提供了天然的生活環境和保護屏障。礁區生物的生長狀況、種類豐富程度和活動規律等直接反映了珊瑚礁生態系統的健康與否，以及該水域生物多樣性程度。

現有的礁區生物活動觀測方法在使用水下監控設備進行視頻采集時，其采用的燈光強度非常強，對生物習性有很大的影響，且觀測網為連續觀測，耗電量巨大，費用成本高。而且由于視頻分辨率低、水下環境極其復雜、珊瑚礁區生物多樣性高且運動模式復雜等原因，難以對拍攝的視頻等數據進行有效的知識提取和分析，使得礁區水下觀測受到了極大的限制。

發明內容

本發明提供一種自適應周年觀測礁區生物活動規律的系統及方法，以解決現有水下觀測網需要高強燈光的輔助，易對水下生物習性造成很大影響的問題，以實現對水下生物影響較小就可以識別出水下生物的位置及對其進行觀測。

本申請的技術方案如下：

一種自適應周年觀測礁區生物活動規律的方法，包括以下步驟：

間歇性采集各類數據；

將各類數據進行處理，并進行存儲；

同時利用多層特征識別網絡對圖像信息進行識別處理，識別出生物種類；

將識別處理結果以及時間信息打包后，進行存儲；

同時將識別處理結果及時間信息打包后在平臺顯示；

對識別處理結果進行管理。

進一步，多層特征識別網絡的主干網絡包括：

輸入層，所述輸入層用于接收圖像信息；

卷積層，所述卷積層作為特征提取層，對圖像信息進行卷積和標準框計算；

池化層，對經過卷積層的特征圖進行精簡處理，減少像素信息；

特征融合層，對經過池化層精簡的圖像特征進行融合，形成融合特征集合；

全連接層，將特征融合集合進行分類識別；

輸出層，輸出圖像信息中識別出的結果以及自主進化新的網絡。

進一步，圖像識別處理的具體步驟包括：

記輸入圖像信息PE^x的像素維度為m×n，所述卷基層有l+1層，使用一組大小為3×3×R的卷積核作為用于預測目標位置偏移量的檢測器，R為卷積層進行卷積運算的通道數，R≥1，為整數；在輸入圖像信息的m×n個像素維度范圍應用卷積核進行卷積操作；

卷積核在工作時，首先規律地掃過輸入圖像信息PE^x，(i，j)為所述圖像信息像素的坐標計數，對輸入特征做矩陣元素乘法求和并疊加偏移量：