用于水产养殖中的鱼外部寄生虫监测的方法和系统技术方案

一种用于水产养殖中的鱼外部寄生虫监测的方法，其包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
用于水产养殖中的鱼外部寄生虫监测的方法和系统
[0001]本案是本申请人于2018年12月19日提交的申请号为201880082865.3、题为“用于水产养殖中的鱼外部寄生虫监测的方法和系统”的专利申请的分案申请，该母案的全部内容通过引用并入本分案。


[0002]本专利技术涉及用于水产养殖中的鱼外部寄生虫(如海虱)监测的方法，其包括以下步骤：
[0003]‑
将照相机浸没到容纳鱼的海围栏(sea pen)中，所述照相机具有视场；
[0004]‑
用所述照相机捕获所述鱼的图像；和
[0005]‑
通过分析所捕获的图像而识别所述鱼上的鱼外部寄生虫如海虱。
[0006]在本说明书中，术语“监测”是指目的在于为给定鱼群是否受到外部寄生虫侵染的决定提供经验基础的任何活动。术语监测还可以包括确定鱼被外部寄生虫侵染的程度的方式。尽管监测可以与破坏或杀死寄生虫的措施相结合，但术语监测本身并不包括这样的措施。

技术介绍

[0007]像人类和其他动物一样，鱼也遭受疾病和寄生虫。寄生虫可以是内部的(内寄生虫)或外部的(外寄生虫)。鱼鳃是许多鱼外部寄生虫的优选栖息地，该寄生虫附着至鳃但生活在其外。最常见的是单殖亚纲和某些组的寄生桡足动物，其可以是极为众多的。在鳃上发现的其他鱼外部寄生虫有水蛭，和在海水中，水虱(gnathiid)等足类动物的幼虫。等足类动物的鱼寄生虫大多数是外部的，并且以血液为食。水虱科(Gnathiidae family)的幼虫和成年缩头水虱(cymothoidids)具有刺穿和吮吸式口器，以及适于紧贴至其宿主上的有爪的肢体。缩头鱼虱(Cymothoa exigua)是各种各样海水鱼的寄生虫。它导致鱼的舌头萎缩，并且发生在据信是在动物中发现功能性地取代宿主结构的寄生虫的第一个实例。在最常见的鱼外部寄生虫中的是所谓的海虱。
[0008]海虱是小型寄生甲壳纲动物(鱼虱科)，其以海水鱼的粘液、组织和血液为食。海虱(sea louse)(复数海虱(sea lice))是管口(Siphonostomatoida)目中的成员——鱼虱科。在37个属中有大约559个种，包括大约162个疮痂鱼虱属(Lepeophtheirus)和268个鱼虱属(Caligus)的种。虽然海虱存在于野生鲑鱼群中，但是养殖鲑鱼群中的海虱侵染尤其带来了严重的挑战。已经开发了多种用于控制目的的抗寄生虫药。鲑鱼虱(L.salmonis)是在挪威受到关注的主要海虱。智利鱼虱(Caligus rogercresseyi)已成为智利的鲑鱼养殖场关注的主要寄生虫。
[0009]海虱具有自由游动(浮游生物)和寄生生命阶段两者。所有阶段均以蜕皮来分隔。鲑鱼虱从卵到成体的发育速率取决于温度而从17到72天而变化。卵孵化成无节幼体I，其蜕皮至第二无节幼体阶段；两个无节幼体阶段都不进食，依赖于卵黄的能量储备，并且适于游动。桡脚幼虫阶段是感染阶段，且它搜索合适的宿主，可能是通过化学和机械感知线索。
[0010]一旦附着至宿主，桡脚幼虫阶段开始进食并开始发育到第一稚虫(chalimus)阶段。桡足动物和稚虫阶段具有已发育的胃肠道，并以其附着范围内的宿主粘液和组织为食。成体前和成体海虱(特别是妊娠雌性)是侵略性的进食者，在某些情况下，除了组织和粘液外，还以血液为食。
[0011]与缓解工作相关的时间和费用以及鱼的死亡使鱼生产成本增加大约0.2欧元/千克。因此，鱼外部寄生虫如海虱是当代鲑鱼养殖者的主要顾虑，其需要大量资源用于避免侵染和遵守目的在于避免更广泛的生态影响的政府法规。
[0012]有效的缓解(例如，评估疫苗接种或化学治疗的需要和时机)和法规遵从两者都依赖于对鱼外部寄生虫(例如单个养殖操作中的海虱群体)的准确定量。目前，对鱼外部寄生虫(例如海虱)进行计数是完全人工的，因此是非常耗时的过程。例如，在挪威，必须每周进行计数并报告，仅此一项就带来每年2400万美元的直接成本。同样麻烦的是，当10至20条服用镇静剂的鱼的样本上的鱼外部寄生虫(例如成体雌虱)的计数被外推以确定对超过50,000条鱼的群体的适当处理时，基于人工计数的统计数据的有效性存疑。因此，过度处理和处理不足都是常见的。
[0013]WO2017/068127A1描述了一种在权利要求1的前序部分中指出的类型的系统，目的在于能够自动且准确地检测和计数鱼群内的鱼外部寄生虫，例如海虱。
[0014]任何基于光学成像的这样的系统都必须克服与海洋环境和动物行为相关的多个重大挑战。
[0015]‑
由密度梯度导致的光学失真。温水与冷水，或者特别是，盐水与淡水(例如，在峡湾内)的湍流混合产生小规模密度变化，从而导致光学失真。对小于1
‑
3mm的物体(例如海虱幼虫)的成像的影响特别严重。
[0016]‑
鱼对陌生光源的厌恶。鱼可表现出对陌生位置、强度或光谱的光源的恐惧反应或更一般的厌恶。鱼群在这样的光源周围的失真通常将增加典型的成像器到鱼的距离，从而降低成像系统的有效敏锐度。所引用的文献通过提供用于沿着期望成像轨迹引导鱼的引导系统来解决该问题。
[0017]‑
在高度动态的海洋环境中的焦点跟踪。可商购焦点跟踪系统在其中在视场内同时存在大量快速移动的、看似真实的焦点目标(即，一群游动的鱼)的高度动态场景中表现不佳。
[0018]本专利技术的目的是提供解决这些挑战并提供准确自动计数的系统和方法，以减少与鱼外部寄生虫相关的人工劳动(例如海虱计数)的量，并使得能够更有效地预测和预防有害侵染。

技术实现思路

[0019]为了达到这个目的，根据本专利技术的方法的特征在于用具有不同强度和/或光谱组成的光从上方和下方照亮在所述照相机的视场内的目标区域。
[0020]本专利技术考虑到鱼通常在其身体的顶侧具有相对深的颜色而在底侧具有相对明亮的颜色的事实。通过使照明光的强度和/或光谱组成特定地适应这些不同颜色，可以为鱼外部寄生虫(例如海虱)的检测提供最佳对比度条件，无论它们是居于鱼的顶侧还是底侧。
[0021]本专利技术的更具体的任选特征在从属权利要求中指出。
[0022]优选地，该系统能够检测和分类处于各种各样的固着、活动和产卵生命阶段(例如，幼体、成体前、成体雄性、成体带卵雌性和成体非带卵雌性)的两种性别的鱼外部寄生虫如海虱。
[0023]而且，该系统可以构成改善基于海洋的水产养殖的运行性能、动物健康和可持续性的综合决策支持平台的基础。
附图说明
[0024]现将结合附图描述实施方式实例，其中：
[0025]图1示出了根据本专利技术的优选实施方式的照相机和照明配件(camera and lighting rig)的侧视图；
[0026]图2是海围栏的视图，其中有悬浮的根据图1的配件；
[0027]图3示出了照相机和照明配件的正视图；
[0028]图4示出了安装在配件上的测距检测器的角视场的侧视图以及照明配件的侧视图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水产养殖中的鱼外部寄生虫监测的方法，其包括以下步骤：
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将照相机(52)浸没到容纳鱼(72，74)的海围栏(40)中，所述照相机具有视场；
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用所述照相机(52)捕获所述鱼(72，74)的图像；和
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通过分析所捕获的图像来识别所述鱼(72，74)上的鱼外部寄生虫，其特征在于：用具有不同强度和/或光谱组成的光从上方和下方照亮在所述照相机(52)的视场内的目标区域。2.根据权利要求1所述的系统，其中被所述上部照明阵列和所述下部照明阵列两者照亮的所述目标区域的尺寸设置为容纳鱼的整个轮廓。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述电子图像处理系统(78)用于检测由所述照相机(52)捕获的图像中的鱼(72，74)，并且用于检测所检测到的鱼的轮廓内的给定位置处的鱼外部寄生虫。4.根据权利要求3所述的方法，其中在所述鱼上的给定位置处检测所述鱼外部寄生虫的步骤包括区分所述给定位置是在所述鱼的顶侧区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：英特维特国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：