CN112262806A - 一种大型水生动物水下形态标识的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大型水生动物水下形态标识的装置及方法。所述装置中的防水感应充电锂电池的一端用软质可塑电线与绝缘帽相连接，软光柱内一端装有灯珠，软光柱一端装有绝缘帽光柱接口，另一端装有绝缘帽光柱接口和绝缘帽，绝缘帽上装有可调电阻器和电源开关，电源开关用软质可塑电线与防水感应充电锂电池相连接，同时与可调电阻器相连接，可调电阻器用导线与灯珠相连接。所述方法包括如下步骤：1、装置组装及监控、分析设备放置和连接；2、装置的放置；3、数据采集；4、数据分析。本发明结合现阶段行为学软件根据视频中不同形态、颜色的光源标记来对不同个体以及群体进行准确的、细微的追踪分析，从而量化水生动物的行为。

Description

一种大型水生动物水下形态标识的装置及方法

技术领域

本发明涉及到生物行为检测和分析方法技术领域，特别涉及到一种大型水生动物水下形态标识的装置及方法。

背景技术

由于环境变革、水下工程及过度捕捞等人类活动的影响，水生动物的种质资源状况呈恶化趋势。因此近年来对水生经济动物、特有动物、珍稀甚至濒危动物的增值保护与利用显得尤为重要。为了改善增殖放流的方法和效果，除了加强水生动物栖息地的保护外，根本上还需对其自身习性的研究给予重视。这就需要对水生动物各个阶段，特别是对个体以及群体行为学进行追踪研究。

在行为学研究中，在水下的水生动物相较陆生动物更加不易观察。环境因素对观察结果的准确度以及效率有较大影响，例如水体的浊度、深度、光的折射等，以上因素尤其在夜间影响更甚，导致对行为研究带来很大的困难。而通常观察环境是多变的，若不对个体进行显著标记很可能导致追踪丢失或行为记录不清晰从而影响实验结果。目前水生动物常用的标志方法有：挂牌标志法、体外标志法、体内标志法和生物遥感法。这些方法均具有超出一定深度不可见，不能视觉识别，标志区分度单一等弊端，且均不适用于水生动物昼夜行为学实验需求。例如荧光标志法对于大个体水生动物效果较差，只能粗略地运用于行为学分析，其行为学数据的细化和准确度较差。而大量水生动物繁殖、求偶、摄食等重要行为活动都在实验环境更苛刻的夜间进行，因为标识方法没有突破，对行为研究有很多限制。因此，对本领域的技术人员而言，一种可灵活运用于各种环境的水生动物形态的标记与识别的装置和方法是尤其重要和急迫需求的。

近年来光学标识方法开始用于一些基础的行为学研究中，以光源的形式替代鱼体进行观察，其解决了部分环境对追踪的影响。而在实验应用中发现，简单的光学标记只能初步进行水生动物的位置追踪，并不能将个体的细微行为进行记录量化，这样的数据对于水生动物行为学的深入研究是很难进一步开展的，例如鱼体的摆动频率及躯体弯曲度对于个体之间互作行为上可能占据更大的主导因素，如若不能有效得到并准确分析这类行为，行为学的谜题可能无法得到突破。其次，行为学分析普遍对于颜色、形态的饱和度、稳定性要求很高，存在光的散射、环境光线干扰、水面反射、光斑不均、易干扰、水生动物行为数据较难提取等问题，不同个体间容易干扰，导致数据不准确，很难修正。且现阶段用不同颜色标记区分个体的颜色数量有限，而开发不同形状的光学标记可解决大数量群体区分到每一个体这样的难题。

专利号为CN202010270884.8，发明名称为“一种基于光流效应的鱼类行为视频识别方法”，其技术特点为光流效应识别方法本身是无标识的，其方法是使用电脑对录像视频中的鱼体进行识别，通过光流计算将鱼体以像素点的方式呈现，其弊端在于水体环境较差或视频成像不清晰时，光流计算的准确度将受到影响，且其转化法较为繁琐，数据处理效率较低，标志区分度单一。

专利号为：CN201110248410.4，名称为 “一种鱼类框架形态参数快速测量方法”，此发明专利的技术特点是将鱼体放在标尺版上后，将枕部、背鳍终点、臀鳍起点、腹鳍起点和胸鳍起点进行标记连线，然后将数据导入电脑进行批量计算体面积等生物学数据，其弊端在于需要将鱼体捞出进行标记测量，过程较为繁琐且易引起应激反应。

专利申请号为：202020517015.6，名称为“小型水生动物体外光学标记装置”的实用新型专利，其技术特点为小型光学标记的特点在于小巧轻便，适用于小型动物的同时其形态只有点光源的形式，只能用于个体区分、游泳速度、轨迹等分析。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型水生动物水下形态标识的装置及方法。本发明所需解决的技术问题为：1、对在水下的水生动物的行为进行观察，提供水生动物昼夜行为学的实验数据；2、解决行为学分析普遍对于颜色、形态的饱和度、稳定性要求很高，存在光的散射、环境光线干扰、水面反射、光斑不均、易干扰、水生动物行为数据较难提取，不同个体间容易干扰，导致数据不准确，很难修正等问题。

本发明的设计思想是利用光学标记结合不同颜色、形状实现昼夜连续追踪，整体密封防水绝缘，体积较小，重量较轻，无噪声污染，对水生动物影响较小。多个软光柱间可以进行连接组成不同的发光形状,以点、线、面的形式进行分类标识。用点光源标记鱼体，对个体的运动轨迹追踪，计算游动距离，速度，不同区域活动时间，活跃度等；线光源标记在鱼的尾部或躯干部，用线光源代替视频中的鱼体部位，再利用软件分析线光源的弯曲度、摆动频率等数据即可得到躯体的准确行为数据；将软光柱围成面光源，可对复杂且特殊的部位进行光学替代展示，夜间也可清晰观察针对的躯体部位，观察过程中光标图形随着躯体的运动变化而一起变化，实现了对水生动物不同躯体部位的轮廓、形态进行有效拟合，且标记部位可通过标记面积计算所需要的躯体面积。此外，光纤和绝缘帽可实现光的均匀分布，摄像机录像后不同颜色光标光斑饱和度高，光标中心不会泛白，颜色上相互之间不会干扰。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种大型水生动物水下形态标识的装置，包括：防水感应充电锂电池、软质可塑电线、可调电阻器、电源开关、绝缘帽、灯珠、软光柱、绝缘帽光柱接口和无线充电器，所述装置中的防水感应充电锂电池的一端用软质可塑电线与绝缘帽相连接，软光柱内一端装有灯珠，软光柱一端装有绝缘帽光柱接口，另一端装有绝缘帽光柱接口和绝缘帽，绝缘帽上装有可调电阻器和电源开关，电源开关用软质可塑电线与防水感应充电锂电池相连接，同时与可调电阻器相连接，可调电阻器用导线与灯珠相连接。

所述装置中的无线充电器利用电磁感应原理制成，并通过无线方式对防水感应充电锂电池进行充电。

所述装置中的防水感应充电锂电池连接充电输出指示灯后，放入亚克力盒中并包裹有机硅密封胶进行密封和固化。

所述装置中的软光柱根据监测水生物的体长变化需求，软光柱通过脱下绝缘帽后利用其两端的绝缘帽光柱接口相互连接，制作成线性标记机构或围成面标记机构。

所述装置中防水感应充电锂电池、软质可塑电线和软光柱的接口处均用有机硅密封胶进行密封处理。

所述装置中灯珠的亮度用可调电阻器进行调节。

一种大型水生动物水下形态标识的方法，所述方法包括如下步骤：

1、装置组装及监控、分析设备放置和连接；（1）利用电磁感应原理做好无线充电器，通过电源线与电源相连接，使无线充电器通过无线方式对防水感应充电锂电池充电，防水感应充电锂电池连接充电输出电指示灯后，放入亚克力盒中并注入有机硅密封胶进行密封和固化；（2）将防水感应充电锂电池通过软质可塑电线与灯珠和可调电阻器相连接，灯珠的前端与软光柱相连接，软质可塑电线的连接处施加有机硅密封胶，软质可塑电线、可调电阻器和软光柱的最前端用绝缘帽固定；（3）根据监测水生物的体长变化需求，软光柱通过脱下绝缘后利用其两端的绝缘帽光柱接口相互连接，制作成线性标记机构或围成面标记机构，或缩短软光柱制成点标记机构；（4）监控机构为架设在实验池正上方的星光级全彩高清摄像机和录像机；分析设备采用网络硬盘录像机、路由器、显示器、视频线和Noldus公司的EthoVision 14软件；

2、装置的放置；软光柱通过鱼体背部肌肉、鳍条穿孔的方式固定，或使用光敏胶或紫外光固化胶对每个连接点按照软光柱的形态需求进行固定；

3、数据采集；（1）使用全彩高清摄像机对整个实验水体进行录像，确保鱼体始终在拍摄区域内，用摄像机昼夜水下拍摄；（2）将拍摄好的视频进行剪辑处理，处理好的视频源作为识别分析系统的输入视频数据；

4、数据分析；（1）绘制视频分析区域并设置标尺，对输入的视频数据进行光色识别提取；（2）根据行为数据需求对光色提取对象的数据进行提取分析，包括游泳距离、速度、区域停留时间、活跃度的群体数据以及个体间互作、弯曲度、体面积等个体数据，进而实现对鱼类行为学的多方面量化分析。

与现有技术相比，本发明的积极效果为：

1、本发明提供的光学标记可以给行为学软件提取数据提供稳定有色标记，可区别不同实验鱼，不会相互干扰，单块电池可昼夜持续追踪水生动物行为至少45小时，大大提高了试验效率和可行性；

2、本发明提供的光学标记具有多种颜色，可变亮度、形状，软光柱间可任意连接组成不同大小、形状的光标，适用于多种水生动物行为学研究的标记；利用软光柱变形可连接的特点，以“线”光源的形式代替鱼体进行标识，其优势在于可以使用其测量方法并不需将个体捞出操作，可实时进行追踪及计算；

3、该装置利用可变形多色体外光学标记，以点、线、面的标识形式对水生动物行为学研究覆盖面进一步地提升，利用这种方法可以得到更加有针对性、准确、直观的数据，不仅能达到小型光标的所有应用效果外，还可以通过“线、面”进行特定部位的标记替换，针对个体的细节行为研究面更加广泛、准确，使水生动物行为学的研究更进一步量化、效率化；

4、该装置开发了针对现阶段行为学研究短板的标识方法，结合现阶段行为学软件可以根据视频中不同形态、颜色的光源标记来对不同个体以及群体进行准确的、细微的追踪分析，从而量化水生动物的行为；

5、本发明是以光学标记替换鱼体进行识别，鲜艳的光学图形更加适应多变的环境，多种颜色和形态可直接对个体进行区分，且数据分析软件可直接采用光学图形进行追踪处理，省去了图形转换的时间，效率高的同时还提升了准确度；

6、本装置中的光学标记通过多种颜色、形态变化的形式用行为学软件提取行为数据，适用于多种实验环境，可满足多种行为学数据需求，将行为量化，相比常规标记法更加准确、细化；

7、该装置相比其他灯具产品无法实现在水下长时间发光均匀，摄像机录像视频饱和度需求高的条件，本装置中的多色可变形体外光学标记发光均匀且可调节亮度；软光柱可连接变化形态，以颜色、形态相结合的优势彻底解决了行为学研究中因标记的局限性而无法获得更准确、细致数据的难题。

附图说明

图1、大型水生动物水下形态标识的装置结构示意图；

图2、大型水生动物水下形态点标识实验效果图；

图3、大型水生动物水下形态线标识实验效果图；

图4、大型水生动物水下形态面标识实验效果图。

图中：1、防水感应充电锂电池，2、软质可塑电线，3、可调电阻器，4、电源开关，5、绝缘帽，6、灯珠，7、软光柱，8、绝缘帽光柱接口，9、无线充电器，10、电源线，11、点标记机构，12、线标记机构，13、面标记机构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

参见附图1，所述装置中的防水感应充电锂电池1的一端用软质可塑电线2与绝缘帽5相连接，软光柱7内一端装有灯珠6，软光柱7一端装有绝缘帽光柱接口8，另一端装有绝缘帽光柱接口8和绝缘帽5，绝缘帽5上装有可调电阻器3和电源开关4，电源开关4用软质可塑电线2与防水感应充电锂电池1相连接，同时与可调电阻器3相连接，可调电阻器3用导线与灯珠6相连接。

所述装置中的无线充电器9利用电磁感应原理制成，并通过无线方式对防水感应充电锂电池1进行充电。

所述装置中的防水感应充电锂电池1连接充电输出指示灯后，放入亚克力盒中并包裹有机硅密封胶进行密封和固化。

所述装置中的软光柱7根据监测水生物的体长变化需求，软光柱7通过脱下绝缘帽5后利用其两端的绝缘帽光柱接口8相互连接，制作成线性标记机构12或围成面标记机构13。

所述装置中防水感应充电锂电池1、软质可塑电线2和软光柱7的接口处均用有机硅密封胶进行密封处理。

所述装置中灯珠6的亮度用可调电阻器3进行调节。

一种大型水生动物水下形态标识的方法，所述方法包括如下步骤：

一、装置组装及监控、分析设备放置和连接

1、利用电磁感应原理做好无线充电器9，通过电源线10与电源相连接，使无线充电器9通过无线方式对防水感应充电锂电池1充电，防水感应充电锂电池1连接充电输出电指示灯后，放入亚克力盒中并注入有机硅密封胶进行密封和固化；

2、将防水感应充电锂电池1通过软质可塑电线2与灯珠6和可调电阻器3相连接，灯珠6的前端与软光柱7相连接，软质可塑电线2的连接处施加有机硅密封胶，软质可塑电线2、可调电阻器3和软光柱7的最前端用绝缘帽5固定；

3、根据监测水生物的体长变化需求，软光柱7通过脱下绝缘5后利用其两端的绝缘帽光柱接口8相互连接，制作成线性标记机构12或围成面标记机构13，或缩短软光柱7制成点标记机构11；

4、监控系统为架设在实验池正上方的星光级全彩高清摄像机和录像机；分析设备采用网络硬盘录像机、路由器、显示器、视频线和Noldus公司的EthoVision 14软件；

二、装置的放置：软光柱7通过鱼体背部肌肉、鳍条穿孔的方式固定，或使用光敏胶或紫外光固化胶对每个连接点按照软光柱7的形态需求进行固定；

三、数据采集

1、使用全彩高清摄像机对整个实验水体进行录像，确保鱼体始终在拍摄区域内，用摄像机昼夜水下拍摄；

2、将拍摄好的视频进行剪辑处理，处理好的视频源作为识别分析系统的输入视频数据；

四、数据分析

1、绘制视频分析区域并设置标尺，对输入的视频数据进行光色识别提取；

2、根据行为数据需求对光色提取对象的数据进行提取分析，包括游泳距离、速度、区域停留时间、活跃度的群体数据以及个体间互作、弯曲度、体面积等个体数据，进而实现对鱼类行为学的多方面量化分析。

实施例一

如图1-2所示，将防水感应充电锂电池1通过软质可塑电线2与灯珠6和可调电阻器3相连接，灯珠6的前端与软光柱7相连接，软质可塑电线2的连接处施加有机硅密封胶，软质可塑电线2、可调电阻器3和软光柱7的最前端用绝缘帽5固定。光标通过鱼体背部肌肉、鳍条穿孔的方式固定，或使用光敏胶或紫外光固化胶对每个连接点按照软光柱7的形态需求进行固定。采用颜色追踪时，以点状形式进行标记。通过鱼体背部肌肉及背鳍穿孔的方式固定点标记机构11，安装全彩高清摄像机在试验池正上方对整个实验池进行录像。在实验中点光源替代水生动物的标识法相较肉眼观察、形态观察等方式可以更直观地反应水生动物的宏观行为，避免追踪丢失、数据模糊、混淆等弊端，同时结合行为学软件可针对点光源更准确地分析鱼的游动轨迹、游泳速度、活跃度、区域偏好等个体行为，同时还可以区分观察不同个体之间的互作机制，个体之间不存在干扰，通过不同颜色光源使整个群体的行为模式直观地呈现出来。

实施例二

如图1和3所示，根据监测水生物体长短变化的需求，将制成的软光柱7相互连接制作成线标记机构12，装置放置与实施例一相同。采用形态追踪时，以线的形式将光纤长度增加至整个鱼体背部。随着鱼体的运动，根据软光柱7的弯曲度来代替计算鱼体的弯曲度，同时运用到统计鱼的尾部时可以计算鱼尾的摆动频率、幅度等，对躯体的细节行为进行进一步观察分析，同时可以比对躯体摆动的细微差异，发现个体之间不同互作行为的具体原因。

实施例三

如图1和4所示，将制成的软光柱7相互连接制作成面标记机构13，以面的形式将软光柱7围成不同形状的面标记机构13至鱼体任意部位，装置放置与实施例一相同。利用软件对标记部位的面积、体积进行计算，此方法使面积、体积计算不局限于形状，且计算更加效率，结果更加准确。

此外，将面标记机构13围绕整个水生动物躯体进行标记时，以可变形的光图形代替躯体的方式，解决了恶劣环境中不易观察的问题，观察过程中光标图形随着躯体的运动变化而一起变化，实现了对水生动物不同躯体部位的轮廓、形态进行有效拟合，为躯体行为的细节研究提供最准确直观的数据。

对于一些形体特殊的水生动物，例如江豚的头部可用光标拟合成圆形的面标记机构13表示，鲟鱼复杂的躯体结构可用光标拟合展示等，这种面光源的标识方法为今后的行为学细致研究和跟踪等提供基础数据。

实例数据采集和分析

1、试验场地：选在长江水产研究所荆州太湖试验场完成。实验水池为圆形池（直径3 m，水深0.8 m）、环形池（长14 m，宽7 m，水深1.2 m），实验养殖用水是经过过滤、曝气的地下井水，24 小时不间断供水，保证水质优良，流速为能诱发长江鲟定向游动的微流水（5～10cm/s），周年养殖水温7.71～27.24 ℃，溶解氧6～8 mg/L，pH 7.2～7.8，光照为自然光。监控系统为架设在实验池正上方的星光级全彩高清摄像机和录像机。

2、实验鱼：长江水产研究所太湖基地的长江鲟子一代亲鱼（六龄）五十四尾，体长（113.38±6.77）cm，全长（134.91±7.41）cm，体质量（18.64±3.71）kg。实验前一天和实验期间停止喂食。

2、标识的固定方法：光标以鲟鱼背部骨板穿孔的方式固定，其他鱼类背鳍基部硬棘间针尖穿孔，软光柱7本身也可用光敏胶或紫外光固化胶粘贴固定，既不伤害鱼体也不易脱落。

3、采集方法：采用星光级微光全彩网络摄像机（TP-IPC528K-WD4，深圳黑鹰威视科技有限公司，400W像素），网络硬盘录像机，路由器，显示器，视频线，Noldus公司的EthoVision 14软件等。

效果测试包括标记脱落率、发光时长和EthoVision识别和跟踪效果。每个实验池放入六尾实验鱼，在圆形池和环形池各实验3次，持续实验48小时，光标分别为红色、黄色、紫色、白色、蓝色、绿色，与实验鱼一一对应。

统计分析方法

每小时视频检查一次光标效果，观察实验鱼的游泳情况，统计光标持续发光时间，发光亮度以及标记脱落情况，最后利用视频检验其应用效果。

安装全彩高清摄像机在试验池正上方，录像整个实验池，从录像机中拷贝出视频文件，挑选视频导入EthoVision 14分析，主要分析视频中不同颜色光标的实验鱼的行为轨迹追踪是否会相互干扰。

数据结果

1、光标的留存率：

根据每小时检查光标情况，统计光标的脱落情况，光标在80㎝深的圆形池中的留存率（72.22±9.62 %）低于在1.2 m水深的环形池中的留存率（83.87±9.62 %），表明在水更深、实验池更大的情况下光标的保持率更高。

2、光标的发光时间：

检查大型光标实验48小时视频，统计光标持续发光时间，大型光标在环形池平均持续发光时间（46.22±3.79）小时长于圆形池（45.67±6.05 h）。具体数据见表1。

表1 不同水深下光标持续发光时间

实验池	水深（m）	留存率(%)	平均持续发光时间（h）
				Test pool	Water depth	Retention rate	Mean time of glowing
圆形池（d=3 m）	0.8	72.22±9.62	45.67±6.05
				环形池（14*7 m）	1.2	83.87±9.62	46.22±3.79

3、光标的跟踪效果：

光标不分昼夜每种颜色光斑均相对集中，饱和度较高，故在长江鲟的后续实验中采用光标追踪行为。

EthoVision 14中设置选取光标的颜色饱和度、亮度等，追踪各种颜色的点光标对应的个体。光标白天发光效果如图，光斑较饱和，无过多散射。夜间，环境干扰较少，各实验鱼的游动轨迹和真实游动轨迹相吻合，六个颜色均可使用，相互无干扰。

4、长江鲟繁殖行为分析：参见表2。

表2 长江鲟在不同底质中典型自然繁殖行为频率

5、长江鲟弯曲度分析：

EthoVision 14中设置选取光标的颜色饱和度、亮度等，根据颜色对软光柱形状进行识别。线标识形态的情况下利用EthoVision 14等软件对线条的弯曲度数进行计算统计，然后用SPSS进行分析处理得到特定环境参数下行为的细节变化趋势。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有部件的组合及连接关系、安装过程及方法的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书（包括权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

以上所述仅是本发明的非限定实施方式，还可以衍生出大量的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进的实施例，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种大型水生动物水下形态标识的装置，包括：防水感应充电锂电池（1）、软质可塑电线（2）、可调电阻器（3）、电源开关（4）、绝缘帽（5）、灯珠（6）、软光柱（7）、绝缘帽光柱接口（8）和无线充电器（9），其特征在于：所述装置中的防水感应充电锂电池（1）的一端用软质可塑电线（2）与绝缘帽（5）相连接，软光柱（7）内一端装有灯珠（6），软光柱（7）一端装有绝缘帽光柱接口（8），另一端装有绝缘帽光柱接口（8）和绝缘帽（5），绝缘帽（5）上装有可调电阻器（3）和电源开关（4），电源开关（4）用软质可塑电线（2）与防水感应充电锂电池（1）相连接，同时与可调电阻器（3）相连接，可调电阻器（3）用导线与灯珠（6）相连接。

2.根据权利要求1所述的大型水生动物水下形态标识的装置，其特征在于：所述装置中的无线充电器（9）利用电磁感应原理制成，并通过无线方式对防水感应充电锂电池（1）进行充电。

3.根据权利要求1所述的大型水生动物水下形态标识的装置，其特征在于：所述装置中的防水感应充电锂电池（1）连接充电输出指示灯后，放入亚克力盒中并包裹有机硅密封胶进行密封和固化。

4.根据权利要求1所述的大型水生动物水下形态标识的装置，其特征在于：所述装置中的软光柱（7）根据监测水生物的体长变化需求，软光柱（7）通过脱下绝缘帽（5）后利用其两端的绝缘帽光柱接口（8）相互连接，制作成线性标记机构（12）或围成面标记机构（13）。

5.根据权利要求1所述的大型水生动物水下形态标识的装置，其特征在于：所述装置中防水感应充电锂电池（1）、软质可塑电线（2）和软光柱（7）的接口处均用有机硅密封胶进行密封处理。

6.根据权利要求1所述的大型水生动物水下形态标识的装置，其特征在于：所述装置中灯珠（6）的亮度用可调电阻器（3）进行调节。

7.一种大型水生动物水下形态标识的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

（1）、装置组装及监控、分析设备放置和连接；①利用电磁感应原理做好无线充电器（9），通过电源线（10）与电源相连接，使无线充电器（9）通过无线方式对防水感应充电锂电池（1）充电，防水感应充电锂电池（1）连接充电输出电指示灯后，放入亚克力盒中并注入有机硅密封胶进行密封和固化；②将防水感应充电锂电池（1）通过软质可塑电线（2）与灯珠（6）和可调电阻器（3）相连接，灯珠（6）的前端与软光柱（7）相连接，软质可塑电线（2）的连接处施加有机硅密封胶，软质可塑电线（2）、可调电阻器（3）和软光柱（7）的最前端用绝缘帽（5）固定；③根据监测水生物的体长变化需求，软光柱（7）通过脱下绝缘（5）后利用其两端的绝缘帽光柱接口（8）相互连接，制作成线性标记机构（12）或围成面标记机构（13），或缩短软光柱（7）制成点标记机构（11）；④监控机构为架设在实验池正上方的星光级全彩高清摄像机和录像机；分析设备采用网络硬盘录像机、路由器、显示器、视频线和Noldus公司的EthoVision 14软件；

（2）、装置的放置；软光柱（7）通过鱼体背部肌肉、鳍条穿孔的方式固定，或使用光敏胶或紫外光固化胶对每个连接点按照软光柱（7）的形态需求进行固定；

（3）、数据采集；①使用全彩高清摄像机对整个实验水体进行录像，确保鱼体始终在拍摄区域内，用摄像机昼夜水下拍摄；②将拍摄好的视频进行剪辑处理，处理好的视频源作为识别分析系统的输入视频数据；

（4）、数据分析；①绘制视频分析区域并设置标尺，对输入的视频数据进行光色识别提取；②根据行为数据需求对光色提取对象的数据进行提取分析，包括游泳距离、速度、区域停留时间、活跃度的群体数据以及个体间互作、弯曲度、体面积等个体数据，进而实现对鱼类行为学的多方面量化分析。

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