鱼群视频信号采集组件、方法、装置、系统及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种鱼群视频信号采集组件、方法、装置、系统及存储介质，鱼群视频信号采集组件包括：光源组件，向目标鱼群投射合束光；检偏器，具有入光侧、平行出光侧和正交出光侧；入光侧朝向目标鱼群处的合束光设置；检偏器将进入入光侧的合束光分离为平行偏振光和正交偏振光，并将平行偏振光投射至平行出光侧，将正交偏振光投射至正交出光侧；平行摄像装置，朝向平行出光侧设置并采集平行偏振光，以形成平行偏振鱼群视频信号；正交摄像装置，朝向正交出光侧设置并采集正交偏振光，以形成正交偏振鱼群视频信号。本发明专利技术公开的鱼群视频信号采集组件可解决当前用于获取水下鱼群状态信息的声学手段可能对鱼类的正常活动造成不利影响的技术问题。的技术问题。的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
鱼群视频信号采集组件、方法、装置、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及水下成像
，尤其涉及一种鱼群视频信号采集组件、鱼群视频信号采集方法、鱼群视频信号采集装置、鱼群视频信号采集系统及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]当前我国的渔业养殖技术具有从近海走向深远海的发展趋势。在深海网箱养殖过程中，需要在养殖周期内及时获知鱼群应激行为、鱼发病状况、死鱼分布状况等异常情况。为实现鱼群状态的智能感知，需要解决如何采集鱼群状态信号、如何实时检测鱼群状态信息等技术问题。
[0003]由于声波具有较佳的海水传播特性，因此回声技术在水下鱼群检测领域被广泛应用。然而，声音是鱼类群体生活中必要的交流介质，采用声学手段采集鱼群状态信号、获取鱼群状态信息可能对鱼类的正常生长活动造成不利影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种鱼群视频信号采集组件，旨在解决当前用于获取水下鱼群状态信息的声学手段可能对鱼类的正常生长活动造成不利影响的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种鱼群视频信号采集组件，所述鱼群视频信号采集组件包括：
[0006]光源组件，所述光源组件用于向目标鱼群投射合束光；
[0007]检偏器，具有入光侧、平行出光侧和正交出光侧；所述入光侧朝向所述目标鱼群处的所述合束光设置；所述检偏器用于将进入所述入光侧的所述合束光分离为平行偏振光和正交偏振光，并将所述平行偏振光投射至所述平行出光侧，以及将所述正交偏振光投射至所述正交出光侧；
[0008]平行摄像装置，朝向所述平行出光侧设置；所述平行摄像装置用于采集所述平行偏振光并形成平行偏振鱼群视频信号；
[0009]正交摄像装置，朝向所述正交出光侧设置；所述正交摄像装置用于采集所述正交偏振光并形成正交偏振鱼群视频信号。
[0010]进一步地，所述光源组件包括光补偿装置和起偏器；其中：
[0011]所述起偏器设置于所述光补偿装置与所述目标鱼群之间；所述起偏器用于将所述光补偿装置发出的合束光转换为线偏振光束后投射至所述目标鱼群；
[0012]所述入光侧朝向所述目标鱼群处的所述线偏振光束设置，所述平行出光侧的朝向平行于所述起偏器的偏振方向，所述正交出光侧的朝向与所述起偏器的偏振方向正交。
[0013]进一步地，所述鱼群视频信号采集组件还包括同步触发器；其中：
[0014]所述同步触发器与所述平行摄像装置、所述正交摄像装置电连接；所述同步触发器用于同时向所述平行摄像装置、所述正交摄像装置输出触发信号；
[0015]所述平行摄像装置在接收到所述触发信号时对所述平行偏振光进行采集并形成
所述平行偏振鱼群视频信号，所述正交摄像装置在接收到所述触发信号时对所述正交偏振光进行采集并形成所述正交偏振鱼群视频信号。
[0016]对应地，本专利技术还提供一种鱼群视频信号采集方法，应用于如前述的鱼群视频信号采集组件，所述鱼群视频信号采集方法包括以下步骤：
[0017]通过光源组件向目标鱼群投射合束光；
[0018]通过检偏器将进入入光侧的所述合束光分离为平行偏振光和正交偏振光，并将所述平行偏振光投射至平行出光侧，以及将所述正交偏振光投射至正交出光侧；
[0019]通过平行摄像装置采集所述平行偏振光并形成平行偏振鱼群视频信号，同时通过正交摄像装置采集所述正交偏振光并形成正交偏振鱼群视频信号。
[0020]进一步地，所述合束光包括目标鱼群信息光和背景散射光；
[0021]所述通过检偏器将进入入光侧的所述合束光分离为平行偏振光和正交偏振光，并将所述平行偏振光投射至平行出光侧，以及将所述正交偏振光投射至正交出光侧的步骤之前，包括：
[0022]调节所述检偏器的目标鱼群信息光偏振度和背景散射光偏振度，以确定所述目标鱼群信息光的对应函数和所述背景散射光的对应函数；其中，所述目标鱼群信息光偏振度、所述背景散射光偏振度、所述目标鱼群信息光的对应函数、所述背景散射光的对应函数之间满足以下公式：
[0023][0024]其中，E
t
为所述目标鱼群信息光的对应函数，E
b
为所述背景散射光的对应函数，P
t
为所述目标鱼群信息光偏振度，P
b
为所述背景散射光偏振度，E
∥
为所述平行偏振鱼群视频信号，E
⊥
为所述正交偏振鱼群视频信号。
[0025]进一步地，所述调节所述检偏器的目标鱼群信息光偏振度和背景散射光偏振度的步骤，包括：
[0026]获取所述检偏器的多个待选偏振度数值组；
[0027]依次将每一所述待选偏振度数值组设置为所述检偏器的所述目标鱼群信息光偏振度和所述检偏器的所述背景散射光偏振度；
[0028]针对每一所述待选偏振度数值组，通过所述平行摄像装置采集所述平行偏振光并一一对应形成多个平行偏振鱼群测试视频信号，以及通过所述正交摄像装置采集所述正交偏振光并一一对应形成多个正交偏振鱼群测试视频信号；
[0029]选取图像清晰度达到预设清晰度阈值的所述平行偏振鱼群测试视频信号、所述正交偏振鱼群测试视频信号作为优选视频信号组；
[0030]将所述优选视频信号组所对应的所述待选偏振度数值组设置为所述检偏器的目标鱼群信息光优选偏振度和所述检偏器的背景散射光优选偏振度。
[0031]进一步地，所述选取图像清晰度达到预设清晰度阈值的所述平行偏振鱼群测试视频信号、所述正交偏振鱼群测试视频信号作为优选视频信号组的步骤，包括：
[0032]对多个所述平行偏振鱼群测试视频信号、多个所述正交偏振鱼群测试视频信号进行灰度化操作；
[0033]选取归一化互信息最小的所述平行偏振鱼群测试视频信号、所述正交偏振鱼群测试视频信号作为所述优选视频信号组；其中，所述归一化互信息的计算公式如下：
[0034][0035]其中，NMI(A,B)为所述归一化互信息，H(A)为所述平行偏振鱼群测试视频信号的信息熵，H(B)为所述正交偏振鱼群测试视频信号的信息熵，H(A,B)为所述平行偏振鱼群测试视频信号与所述正交偏振鱼群测试视频信号的联合熵，m为所述平行偏振鱼群测试视频信号中各灰度值的数量，n为所述正交偏振鱼群测试视频信号中各灰度值的数量，p
i
表示灰度值为i的像素点在所述平行偏振鱼群测试视频信号中出现的概率，p
j
表示灰度值为j的像素点在所述正交偏振鱼群测试视频信号中出现的概率，p
AB
(,b)表示同一位置的像素点在所述平行偏振鱼群测试视频信号中的灰度值为a、在所述正交偏振鱼群测试视频信号中的灰度值为b的概率。
[0036]对应地，本专利技术还提供一种鱼群视频信号采集装置，所述鱼群视频信号采集装置包括：
[0037]发光模块，用于通过光源组件向目标鱼群投射合束光；
[0038]偏振模块，用于通过检偏器将进入入光侧的所述合束光分离为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种鱼群视频信号采集组件，其特征在于，所述鱼群视频信号采集组件包括：光源组件，所述光源组件用于向目标鱼群投射合束光；检偏器，具有入光侧、平行出光侧和正交出光侧；所述入光侧朝向所述目标鱼群处的所述合束光设置；所述检偏器用于将进入所述入光侧的所述合束光分离为平行偏振光和正交偏振光，并将所述平行偏振光投射至所述平行出光侧，以及将所述正交偏振光投射至所述正交出光侧；平行摄像装置，朝向所述平行出光侧设置；所述平行摄像装置用于采集所述平行偏振光并形成平行偏振鱼群视频信号；正交摄像装置，朝向所述正交出光侧设置；所述正交摄像装置用于采集所述正交偏振光并形成正交偏振鱼群视频信号。2.根据权利要求1所述的鱼群视频信号采集组件，其特征在于，所述光源组件包括光补偿装置和起偏器；其中：所述起偏器设置于所述光补偿装置与所述目标鱼群之间；所述起偏器用于将所述光补偿装置发出的合束光转换为线偏振光束后投射至所述目标鱼群；所述入光侧朝向所述目标鱼群处的所述线偏振光束设置，所述平行出光侧的朝向平行于所述起偏器的偏振方向，所述正交出光侧的朝向与所述起偏器的偏振方向正交。3.根据权利要求1所述的鱼群视频信号采集组件，其特征在于，所述鱼群视频信号采集组件还包括同步触发器；其中：所述同步触发器与所述平行摄像装置、所述正交摄像装置电连接；所述同步触发器用于同时向所述平行摄像装置、所述正交摄像装置输出触发信号；所述平行摄像装置在接收到所述触发信号时对所述平行偏振光进行采集并形成所述平行偏振鱼群视频信号，所述正交摄像装置在接收到所述触发信号时对所述正交偏振光进行采集并形成所述正交偏振鱼群视频信号。4.一种鱼群视频信号采集方法，应用于如权利要求1至3中任一项所述的鱼群视频信号采集组件，其特征在于，所述鱼群视频信号采集方法包括以下步骤：通过光源组件向目标鱼群投射合束光；通过检偏器将进入入光侧的所述合束光分离为平行偏振光和正交偏振光，并将所述平行偏振光投射至平行出光侧，以及将所述正交偏振光投射至正交出光侧；通过平行摄像装置采集所述平行偏振光并形成平行偏振鱼群视频信号，同时通过正交摄像装置采集所述正交偏振光并形成正交偏振鱼群视频信号。5.根据权利要求4所述的鱼群视频信号采集方法，其特征在于，所述合束光包括目标鱼群信息光和背景散射光；所述通过检偏器将进入入光侧的所述合束光分离为平行偏振光和正交偏振光，并将所述平行偏振光投射至平行出光侧，以及将所述正交偏振光投射至正交出光侧的步骤之前，包括：调节所述检偏器的目标鱼群信息光偏振度和背景散射光偏振度，以确定所述目标鱼群信息光的对应函数和所述背景散射光的对应函数；其中，所述目标鱼群信息光偏振度、所述背景散射光偏振度、所述目标鱼群信息光的对应函数、所述背景散射光的对应函数之间满足以下公式：
其中，E
t
为所述目标鱼群信息光的对应函数，E
b
为所述背景散射光的对应函数，P
t
为所述目标鱼群信息光偏振度，P
b
为所述背景散射光偏振度，E
∥
为所述平行偏振鱼群视频信号，E
⊥
为所述正交偏振鱼群...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俞锋，任刚，董阳泽，陈夏华，凌文昌，李静，
申请(专利权)人：南方海洋科学与工程广东省实验室湛江，
类型：发明
国别省市：