[發明專利]一種基于顯微高光譜的魚類誘食劑效果評價方法及系統

有效

• 申請號: 202210565836.0
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN114659995B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 陳曉瑛;孫育平;胡俊茹;黃文
• 申請（專利權）人: 廣東省農業科學院動物科學研究所
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N1/28;G06F17/18;G06F17/16
• 代理公司: 廣州專理知識產權代理事務所(普通合伙) 44493
• 代理人: 鄧易偲

1.一種基于顯微高光譜的魚類誘食劑效果評價方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S100，對標準組魚苗和試驗組魚苗分別隨機抽樣，制備標準腸道切片樣本和試驗腸道切片樣本；

S200，利用顯微高光譜成像儀采集標準腸道切片樣本和試驗腸道切片樣本，獲取標準光譜圖像序列和試驗光譜圖像序列；

S300，將標準光譜圖像序列和試驗光譜圖像序列進行計算得到腸道代謝差異矩陣；

S400，根據腸道代謝差異矩陣計算試驗腸道切片樣本的誘食消化系數，并計算試驗組魚苗的誘食生長指數；

S500，判斷誘食消化系數是否大于誘食生長指數，是則標記該魚類誘食劑效果達標，否則標記該魚類誘食劑效果不達標；

其中，在S400中，根據腸道代謝差異矩陣計算試驗腸道切片樣本的誘食消化系數，并計算試驗組魚苗的誘食生長指數的方法為：

S401，計算腸道代謝差異矩陣中所有元素對應差異值的算術平均數，將所有元素對應差異值大于或等于算術平均數的元素標記為第一差異點；計算腸道代謝差異矩陣中所有元素對應差異值的中位數，標記中位數對應的元素為第二差異點；計算所有第一差異點與第二差異點之間的歐式距離，將對應歐式距離最大的第一差異點標記為第一代謝聚集點；

S402，計算第一代謝聚集點與其他所有第一差異點之間的歐式距離和對應元素的差異值的平均值的乘積取絕對值記作距離系數，將對應距離系數最大的第一差異點標記為第二代謝聚集點；將第一代謝聚集點與第二代謝聚集點相連的連接線標記為代謝邊界線，計算第二差異點到代謝邊界線的距離記作聚集半徑，將以第二差異點為圓心，聚集半徑為半徑作圓獲得的圓形區域內計算并查找與第二差異點之間的距離系數最大的第一差異點，將該第一差異點標記為第三代謝聚集點；其中求兩個元素之間的距離系數的計算方法為兩個元素對應像素坐標之間的歐式距離與兩個元素對應的差異值的平均值作乘積并取其絕對值得到距離系數；

S403，采用邊緣連接算法獲得連接第一代謝聚集點、第二代謝聚集點和第三代謝聚集點之間的代謝邊緣線，將腸道代謝差異矩陣中在代謝邊緣線內的所有元素標記為誘食消化點；對應代謝邊緣線構成的閉合區域記為代謝聚集區域；

S404，計算所有誘食消化點對應的差異值的算術平均值記作誘食消化閾值；計算腸道代謝差異矩陣中所有誘食消化點對應的差異值大于或等于誘食消化閾值的誘食消化點對應的差異值的均值記作digest1；進一步計算試驗腸道切片樣本的誘食消化系數記作Induce，其去量綱化計算公式為：

；

其中，Wfeed為所述試驗組魚苗在飼喂生長周期內最后一天對應的平均采食量；Wt是所述試驗組魚苗在飼喂生長周期內最后一天對應的體重均值；Wp是所述試驗組魚苗在飼喂生長周期內第一天對應的體重均值；

S405，計算腸道代謝差異矩陣中所有元素對應的差異值大于或等于誘食消化閾值的誘食消化點對應的差異值的均值記作digest2；進一步計算試驗組魚苗的誘食生長指數記作growin，其去量綱化計算公式為：

；

其中去量綱化計算是指去除數據單位之間的不統一，將數據統一變換為無單位的計算過程；Nt為所述試驗組魚苗在飼養一個生長周期內最后一天對應的魚存活數；Np是所述試驗組魚苗在一個生長周期內第一天對應的魚存活數；day是一個生長周期的飼養天數。

2.根據權利要求1所述的一種基于顯微高光譜的魚類誘食劑效果評價方法，其特征在于，在S100中，制備標準腸道切片樣本和試驗腸道切片樣本的方法為：

S101，誘食飼養：將同一批次體長體重規格基本一致的魚苗進行隨機分組，平均分配至在同一封閉式水循環系統中規格一致的標準組養殖箱與試驗組養殖箱中，分別記為標準組魚苗和試驗組魚苗；其中標準組魚苗投喂基礎魚飼料，試驗組魚苗投喂復合魚飼料，每日投喂量為前一日魚苗體重的2% ~ 4%，定時投餌，并觀察魚苗攝食至飽食狀態后撈出殘餌，將其曬干稱重，分別記錄每日標準組魚苗和試驗組魚苗的體重均值、魚存活數及平均采食量，持續飼養一個生長周期；

S102，樣本采集：飼養一個生長周期結束后，進行分別魚腸道樣本采集；在標準組養殖箱與試驗組養殖箱中分別隨機選擇一尾活魚，解剖魚體取出其腸道前段中部2 cm的腸道組織樣本，用去離子水沖洗后，置于4%多聚甲醛固定液中1~2天待制備切片；

S103，組織切片：取出腸道組織樣本，采用傳統石蠟組織切片制作方法分別制備得到標準腸道切片樣本和試驗腸道切片樣本。