CN116051971B - 一种锦鲤交配环境控制方法、装置及系统 - Google Patents

一种锦鲤交配环境控制方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种锦鲤交配环境控制方法、装置及系统，所述方法包括：每隔预设时间获取一次水下摄像装置拍摄的连续多帧锦鲤图像；分别对每帧锦鲤图像进行机器视觉标记识别，并根据识别得到的机器视觉标记确定每帧锦鲤图像当中的雄锦鲤特征和雌锦鲤特征；判断雄锦鲤特征和雌锦鲤特征是否满足预设的锦鲤交配行为特征；若是，则控制交配环境控制装置对交配池当中的水环境进行控制。本发明通过采用机器视觉标记和特定适配的机器视觉识别手段，能够对交配池当中的雌雄亲鱼是否满足锦鲤交配行为条件进行自动判断和调控，无需人工干预，从而解决传统人工劳动强度大、对人工要求比较高以及人为差错影响交配受精效果的问题。

Description

一种锦鲤交配环境控制方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及机器视觉控制技术领域，特别涉及一种锦鲤交配环境控制方法、装置及系统。
背景技术
锦鲤是由鲤鱼突变品系经人工选育、定向培育而成的大型名贵观赏鱼类。锦鲤以其雄健的身躯、绚丽的色彩、华丽的斑纹、潇洒的泳姿、温顺的习性而享誉世界，被人们称为“水中活宝石”、“会游泳的艺术品”。锦鲤作为一种前景广阔的优质淡水观赏鱼养殖品种，市场需求较大。
目前锦鲤的繁殖需要先通过人工选取优良雌雄亲鱼、并置于交配池当中进行交配受精，此过程当中，当雌雄亲鱼在自身达到成熟交配条件时会主动在交配池当中进行交配，从而完成锦鲤的受精。之后，通过对受精卵进行孵化就能够完成锦鲤的繁殖。
然而，锦鲤繁育的难点在于如何控制交配环境，由于雌雄亲鱼在自身达到成熟交配条件时，需要在特定的水温、水流流速等环境下才能够达到最佳的交配受精效果，但若将交配池从头到尾一直控制在该特定的水温、水流流速等环境下，又会限制雌雄亲鱼自身达到成熟交配条件，因此目前就需要人工不断观测雌雄亲鱼是否达到成熟交配条件，以在当观测到雌雄亲鱼达到成熟交配条件时，及时控制交配池达到特定的水温、水流流速等环境，这种方式不仅人工劳动强度大、而且对人工的要求也比较高，同时容易出现人为差错，影响交配受精效果。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种锦鲤交配环境控制方法、装置及系统，以解决背景技术当中的至少一技术问题。
根据本发明实施例的一种锦鲤交配环境控制方法，应用于锦鲤交配系统当中，所述锦鲤交配系统包括用于放养雄锦鲤和雌锦鲤的交配池、布设于所述交配池当中的水下摄像装置、以及布设于所述交配池当中的交配环境控制装置，所述雄锦鲤和所述雌锦鲤均设有唯一的机器视觉标记，所述方法包括：
每隔预设时间获取一次所述水下摄像装置拍摄的连续多帧锦鲤图像；
分别对每帧所述锦鲤图像进行机器视觉标记识别，并根据识别得到的机器视觉标记确定每帧所述锦鲤图像当中的雄锦鲤特征和雌锦鲤特征；
判断所述雄锦鲤特征和所述雌锦鲤特征是否满足预设的锦鲤交配行为特征；
若是，则控制所述交配环境控制装置对所述交配池当中的水环境进行控制，以将水环境调控至预设的最佳锦鲤交配环境。
另外，根据本发明上述实施例的一种锦鲤交配环境控制方法，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述雄锦鲤特征包括雄锦鲤腹部膨胀度，所述雌锦鲤特征包括雌锦鲤腹部膨胀度，判断所述雄锦鲤特征和所述雌锦鲤特征是否满足预设的锦鲤交配行为特征的步骤包括：
判断所述雌锦鲤腹部膨胀度和所述雄锦鲤腹部膨胀度是否满足预设条件；
若满足预设条件，则判定所述雌锦鲤特征和所述雄锦鲤特征满足所述锦鲤交配行为特征。
进一步地，所述雄锦鲤特征还包括雄锦鲤位置信息，所述雌锦鲤特征还包括雌锦鲤位置信息，在判断所述雌锦鲤腹部膨胀度和所述雄锦鲤腹部膨胀度是否满足预设条件的步骤之后，还包括：
若满足预设条件，则根据所述连续多帧锦鲤图像当中的雄锦鲤位置信息和雌锦鲤位置信息，分别确定出雄锦鲤运动轨迹和雌锦鲤运动轨迹；
根据所述雄锦鲤运动轨迹和所述雌锦鲤运动轨迹，判断雄锦鲤是否在追逐雌锦鲤；
若雄锦鲤在追逐雌锦鲤，则判定所述雌锦鲤特征和所述雄锦鲤特征满足所述锦鲤交配行为特征。
进一步地，所述预设条件包括：
所述雌锦鲤腹部膨胀度和所述雄锦鲤腹部膨胀度均大于膨胀度阈值，且所述雌锦鲤腹部膨胀度与所述雄锦鲤腹部膨胀度的比值达到预设比值。
进一步地，所述机器视觉标记标记于雄锦鲤和雌锦鲤的腹部，所述机器视觉标记包括椭圆圈以及设置于所述椭圆圈当中的编号，根据识别得到的机器视觉标记确定每帧所述锦鲤图像当中的雄锦鲤特征和雌锦鲤特征的步骤包括：
根据从每帧所述锦鲤图像当中识别得到的所述机器视觉标记的编号特征，确定每个所述机器视觉标记对应的锦鲤的亲鱼类型，所述亲鱼类型包括雄锦鲤和雌锦鲤；
计算从每帧所述锦鲤图像当中识别得到的所述机器视觉标记的椭圆圈特征的圆度，并根据计算得到的圆度确定每个所述机器视觉标记对应的锦鲤的腹部膨胀度；
根据每个所述机器视觉标记对应的锦鲤的腹部膨胀度和亲鱼类型，确定所述雌锦鲤腹部膨胀度和所述雄锦鲤腹部膨胀度。
进一步地，所述圆度的计算公式为：
Q=4πS/C2
其中，Q为圆度，S为所述机器视觉标记的连通面积，C为所述机器视觉标记的周长。
进一步地，根据所述连续多帧锦鲤图像当中的雄锦鲤位置信息和雌锦鲤位置信息，分别确定出雄锦鲤运动轨迹和雌锦鲤运动轨迹的步骤包括：
根据从每帧所述锦鲤图像当中识别得到的所述机器视觉标记的编号特征及其位置信息，确定每条雄锦鲤和每条雌锦鲤的位置信息；
根据所述连续多帧锦鲤图像当中同一条雄锦鲤的位置信息和同一条雌锦鲤的位置信息，确定每条雄锦鲤运动轨迹和每条雌锦鲤运动轨迹。
根据本发明实施例的一种锦鲤交配环境控制装置，应用于锦鲤交配系统当中，所述锦鲤交配系统包括用于放养雄锦鲤和雌锦鲤的交配池、布设于所述交配池当中的水下摄像装置、以及布设于所述交配池当中的交配环境控制装置，所述雄锦鲤和所述雌锦鲤均设有唯一的机器视觉标记，所述锦鲤交配环境控制装置包括：
图像获取模块，用于每隔预设时间获取一次所述水下摄像装置拍摄的连续多帧锦鲤图像；
特征识别模块，用于分别对每帧所述锦鲤图像进行机器视觉标记识别，并根据识别得到的机器视觉标记确定每帧所述锦鲤图像当中的雄锦鲤特征和雌锦鲤特征；
行为判定模块，用于判断所述雄锦鲤特征和所述雌锦鲤特征是否满足预设的锦鲤交配行为特征；
环境控制模块，用于当判断到所述雌锦鲤特征和所述雄锦鲤特征满足所述锦鲤交配行为特征时，控制所述交配环境控制装置对所述交配池当中的水环境进行控制，以将水环境调控至预设的最佳锦鲤交配环境。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的锦鲤交配环境控制方法。
本发明还提出一种锦鲤交配系统，包括用于放养雄锦鲤和雌锦鲤的交配池、布设于所述交配池当中的水下摄像装置、以及布设于所述交配池当中的交配环境控制装置，所述雄锦鲤和所述雌锦鲤均设有唯一的机器视觉标记，所述锦鲤交配系统还包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述的锦鲤交配环境控制方法。
与现有技术相比：通过采用机器视觉标记和特定适配的机器视觉识别手段，能够对交配池当中的雌雄亲鱼是否满足锦鲤交配行为条件进行自动判断，进而能够自动在满足锦鲤交配行为条件时对最佳交配环境进行调控，无需人工干预，从而解决传统人工劳动强度大、对人工要求比较高以及人为差错影响交配受精效果的问题。
附图说明
图1为本发明第一实施例中的锦鲤交配环境控制方法的流程图；
图2为本发明实施例当中提供的机器视觉标记的示意图；
图3为本发明第三实施例中的锦鲤交配环境控制装置的结构示意图。
以下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
请参阅图1，所示为本发明第一实施例中的锦鲤交配环境控制方法，应用于锦鲤交配系统当中，所述锦鲤交配系统包括用于放养雄锦鲤和雌锦鲤的交配池、布设于所述交配池当中的水下摄像装置、以及布设于所述交配池当中的交配环境控制装置，所述雄锦鲤和所述雌锦鲤均设有唯一的机器视觉标记，所述方法可以通过软件和/或硬件来实现，所述方法具体包括步骤S01- S04。
步骤S01，每隔预设时间获取一次所述水下摄像装置拍摄的连续多帧锦鲤图像。
在具体实施时，可以在交配池当中布置一个或多个水下摄像装置，具体布置数量可以根据交配池大小来确定，当布置多个水下摄像装置时，多个水下摄像装置可以分别具有独立成像区域或者也可以具有重叠拍摄区域，也即可以通过布置相互之间具有重叠拍摄区域的多个水下摄像装置来实现对整个交配池进行覆盖成像。水下摄像装置优选布置于交配池底部，以便于后续捕捉雄锦鲤和雌锦鲤的腹部区域特征，水下摄像装置优选为水下高清摄像头。
此外，在具体实施时，预设时间可以根据交配池当中的雌雄亲鱼所处的阶段进行设置，例如当雌雄亲鱼刚放入交配池当中时，由于此时雌雄亲鱼距离达到成熟交配条件还较远，则预设时间可以设置较长，例如雌雄亲鱼放入池内第一天、可以每隔6小时获取一次水下摄像装置拍摄的连续多帧锦鲤图像，以每隔6小时对池内雌雄亲鱼的成熟状态进行监测一次，同时当雌雄亲鱼越接近成熟交配条件时，预设时间可以相对设置越小，例如雌雄亲鱼放入池内第三天、可以每隔1小时获取一次水下摄像装置拍摄的连续多帧锦鲤图像，以每隔1小时对池内雌雄亲鱼的成熟状态进行监测一次，以能够在雌雄亲鱼达到成熟状态时更为及时的对水环境进行调控。具体地，每次获取的锦鲤图像的帧数也可以设置，优选为3-5帧。
步骤S02，分别对每帧所述锦鲤图像进行机器视觉标记识别，并根据识别得到的机器视觉标记确定每帧所述锦鲤图像当中的雄锦鲤特征和雌锦鲤特征。
在具体实施例当中，机器视觉标记优选为设置在雄锦鲤和雌锦鲤体表的体外标志，例如具体可以为烙印标志(Cold or heat branding)、可视化荧光硅橡胶标志(Visibleimplant fluorescent elastomer tags, 简称VIFE tags)等，这样体外标志能够被摄像装置捕捉并能够用于后续图像识别。
在一些可选实施例当中，机器视觉标记可以包括用于标识区别每一条锦鲤的唯一标识码，例如可以为编码、数字、形状标识当中的一种或者多种的结合。从而能够根据机器视觉标记来对每条雄锦鲤和雌锦鲤进行定位识别。具体地，在一些实施例当中，雄锦鲤特征和雌锦鲤特征具体可以为能够表征锦鲤达到成熟交配条件与否的参考特征，例如具体可以为腹部膨胀度特征、雄锦鲤追逐雌锦鲤特征等等。例如在本实施例当中，具体可以根据连续多帧锦鲤图像当中的每条雄锦鲤和雌锦鲤的定位信息，来确定每条雄锦鲤和雌锦鲤的运动轨迹，从而判断是否存在雄锦鲤追逐雌锦鲤特征，若是则判定雌雄亲鱼满足预设的锦鲤交配行为特征。需要说明的是，一般在达到成熟交配条件后，雄锦鲤就会不断追逐雌锦鲤来完成受精。
此外，在具体实施时，可以通过训练机器视觉识别模型来对锦鲤图像的机器视觉标记进行自动识别，具体可以收集大量的水下锦鲤图像，并对每张水下锦鲤图像的机器视觉标记进行人工标记，从而构建训练集，然后通过训练集对神经网络模型进行全监督学习，从而训练得到该机器视觉识别模型。
步骤S03，判断所述雄锦鲤特征和所述雌锦鲤特征是否满足预设的锦鲤交配行为特征。具体地，当判断到雄锦鲤特征和雌锦鲤特征满足预设的锦鲤交配行为特征时，代表雌雄亲鱼自身达到成熟交配条件，则执行步骤S04，当判断到雄锦鲤特征和雌锦鲤特征未满足预设的锦鲤交配行为特征时，则不动作继续监测。
步骤S04，控制所述交配环境控制装置对所述交配池当中的水环境进行控制，以将水环境调控至预设的最佳锦鲤交配环境。
在具体实施时，对交配池当中的水环境进行控制具体包括对水温、水流流速和/或光照强度进行控制，使水温、水流流速和/或光照强度均达到对应预设的最佳锦鲤交配条件，以更好的促进提升交配受精效果。相应的，交配环境控制装置具体包括水温调控装置、水流调控装置和/或光强调控装置，其中水温调控装置具体可以为现有鱼类养殖用的水温调控系统，水流调控装置例如可以为进出水泵，光强调控装置例如可以为变频照明装置。
综上，本发明上述实施例当中的锦鲤交配环境控制方法，通过采用机器视觉标记和特定适配的机器视觉识别手段，能够对交配池当中的雌雄亲鱼是否满足锦鲤交配行为条件进行自动判断，进而能够自动在满足锦鲤交配行为条件时对最佳交配环境进行调控，无需人工干预，从而解决传统人工劳动强度大、对人工要求比较高以及人为差错影响交配受精效果的问题。
实施例二
本发明第二实施例中也提出了一种锦鲤交配环境控制方法，本实施例当中的锦鲤交配环境控制方法与第一实施例当中的锦鲤交配环境控制方法的不同之处在于：
所述雄锦鲤特征包括雄锦鲤腹部膨胀度，所述雌锦鲤特征包括雌锦鲤腹部膨胀度，判断所述雄锦鲤特征和所述雌锦鲤特征是否满足预设的锦鲤交配行为特征的步骤包括：
判断所述雌锦鲤腹部膨胀度和所述雄锦鲤腹部膨胀度是否满足预设条件；
若满足预设条件，则判定所述雌锦鲤特征和所述雄锦鲤特征满足所述锦鲤交配行为特征。其中，所述预设条件包括：
所述雌锦鲤腹部膨胀度和所述雄锦鲤腹部膨胀度均大于膨胀度阈值，且所述雌锦鲤腹部膨胀度与所述雄锦鲤腹部膨胀度的比值达到预设比值。
需要说明的是，亲鱼交配时，雌鱼的腹部膨胀程度要远大于雄鱼，一般为2倍左右。因此，在本实施例当中，采用腹部膨胀度来判定自身是否达到成熟交配条件，具体地，通过判断雌锦鲤腹部膨胀度和雄锦鲤腹部膨胀度是否均大于膨胀度阈值、且雌锦鲤腹部膨胀度与雄锦鲤腹部膨胀度的比值是否达到预设比值来判定当前亲鱼是否满足锦鲤交配行为特征。若满足则执行步骤S04，若不满足则不动作继续监测。
在具体实施时，为了能够对腹部膨胀度进行有效、可靠识别，采用特殊的体外标记方式，具体为：机器视觉标记标记于雄锦鲤和雌锦鲤的腹部，机器视觉标记包括椭圆圈以及设置于椭圆圈当中的编号，如图2所示，机器视觉标记具体可以在将亲鱼放入交配池之前标记在雄锦鲤和雌锦鲤的腹部。则相应的，根据识别得到的机器视觉标记确定每帧所述锦鲤图像当中的雄锦鲤特征和雌锦鲤特征的步骤具体包括：
根据从每帧所述锦鲤图像当中识别得到的所述机器视觉标记的编号特征，确定每个所述机器视觉标记对应的锦鲤的亲鱼类型，所述亲鱼类型包括雄锦鲤和雌锦鲤；
计算从每帧所述锦鲤图像当中识别得到的所述机器视觉标记的椭圆圈特征的圆度，并根据计算得到的圆度确定每个所述机器视觉标记对应的锦鲤的腹部膨胀度；
根据每个所述机器视觉标记对应的锦鲤的腹部膨胀度和亲鱼类型，确定所述雌锦鲤腹部膨胀度和所述雄锦鲤腹部膨胀度。
如图2所示，在本实施例当中，编号具体为自然数，也即采用1，2，3，4……来标识每条亲鱼，同时记录每个编号对应的亲鱼类型，例如1号锦鲤为雄锦鲤、2号锦鲤为雌锦鲤等。
可以理解的，由于在锦鲤的腹部位置标记有椭圆圈特征，随着锦鲤腹部不断膨胀，则该椭圆圈越趋向于圆形圈，对应计算得到的圆度越大。因此可以通过计算机器视觉标记的椭圆圈特征的圆度来确定每条锦鲤的腹部膨胀度，然后结合基于编号识别得到的每条锦鲤的亲鱼类型，就可以确定每条雌锦鲤的腹部膨胀度和每条雄锦鲤的腹部膨胀度。
具体地，在本实施例当中，所述圆度的计算公式为：
Q=4πS/C2
其中，Q为圆度，S为所述机器视觉标记的连通面积，C为所述机器视觉标记的周长。在具体实施时，可以对机器识别得到的椭圆圈特征进行连通域运算来确定连通面积S和周长C。
进一步地，在本实施例的进一步可选实施方式当中，所述雄锦鲤特征还包括雄锦鲤位置信息，所述雌锦鲤特征还包括雌锦鲤位置信息，在判断所述雌锦鲤腹部膨胀度和所述雄锦鲤腹部膨胀度是否满足预设条件的步骤之后，还包括：
若满足预设条件，则根据所述连续多帧锦鲤图像当中的雄锦鲤位置信息和雌锦鲤位置信息，分别确定出雄锦鲤运动轨迹和雌锦鲤运动轨迹；
根据所述雄锦鲤运动轨迹和所述雌锦鲤运动轨迹，判断雄锦鲤是否在追逐雌锦鲤；
若雄锦鲤在追逐雌锦鲤，则判定所述雌锦鲤特征和所述雄锦鲤特征满足所述锦鲤交配行为特征。
需要说明的是，通过在研究过程当中发现，若单独通过腹部膨胀度来进行交配行为判断，虽然也能够有效、可靠识别，但是容易受膨胀度计算误差影响而导致存在误判现象。而若单独通过雄锦鲤追逐雌锦鲤来进行判断，虽然准确率也较高，但是可能会存在雄锦鲤和雌锦鲤在嬉闹因素而导致存在误判，可见，单独通过追逐行为或者腹部膨胀度来进行交配行为判断，虽然都能够有效并且相对可靠的完成识别，但都可能存在一些误判概率。因此通过对锦鲤交配过程进行充分分析，在锦鲤真正开始交配时，雌锦鲤腹部膨胀度和雄锦鲤腹部膨胀度会满足上述预设条件、同时又伴有雄锦鲤在追逐雌锦鲤的行为，历经8-12小时后，锦鲤亲鱼会沉到交配池的底部进行正式交配，则铺设在交配池底部的鱼卵收集网片上会布满乳白色的圆球形受精卵。因此本实施方式采用追逐行为和腹部膨胀度来共同进行交配行为判断，具体是先判断腹部膨胀度是否满足条件，若腹部膨胀度满足条件再进行追逐行为判断，二者同时满足时再进行最佳交配环境的调控，从而大幅提高可靠性和准确性，进一步提升交配受精效果。
此外，若雌锦鲤腹部膨胀度和雄锦鲤腹部膨胀度满足预设条件下，但是没有监测到雄锦鲤在追逐雌锦鲤的行为，则可以降低水位露出锦鲤背鳍等方式来刺激雄锦鲤去追逐雌锦鲤，此时可以进一步降低所述预设时间来更为频繁的进行监测。
在具体实施时，根据所述连续多帧锦鲤图像当中的雄锦鲤位置信息和雌锦鲤位置信息，分别确定出雄锦鲤运动轨迹和雌锦鲤运动轨迹的步骤具体包括：
根据从每帧所述锦鲤图像当中识别得到的所述机器视觉标记的编号特征及其位置信息，确定每条雄锦鲤和每条雌锦鲤的位置信息；
根据所述连续多帧锦鲤图像当中同一条雄锦鲤的位置信息和同一条雌锦鲤的位置信息，确定每条雄锦鲤运动轨迹和每条雌锦鲤运动轨迹。例如根据1号雄锦鲤在连续5帧图像上的位置坐标就可以确定1号雄锦鲤的运动轨迹。
需要说明的是，以上各实施例及其特征之间，在没有冲突和特别说明的情况下可以进行任意结合，结合所得到的新技术方案依然属于本发明的保护范畴当中。
实施例三
本发明另一方面还提供一种锦鲤交配环境控制装置，请查阅图3，所示为本发明第三实施例中的锦鲤交配环境控制装置，应用于锦鲤交配系统当中，所述锦鲤交配系统包括用于放养雄锦鲤和雌锦鲤的交配池、布设于所述交配池当中的水下摄像装置、以及布设于所述交配池当中的交配环境控制装置，所述雄锦鲤和所述雌锦鲤均设有唯一的机器视觉标记，所述锦鲤交配环境控制装置包括：
图像获取模块11，用于每隔预设时间获取一次所述水下摄像装置拍摄的连续多帧锦鲤图像；
特征识别模块12，用于分别对每帧所述锦鲤图像进行机器视觉标记识别，并根据识别得到的机器视觉标记确定每帧所述锦鲤图像当中的雄锦鲤特征和雌锦鲤特征；
行为判定模块13，用于判断所述雄锦鲤特征和所述雌锦鲤特征是否满足预设的锦鲤交配行为特征；
环境控制模块14，用于当判断到所述雌锦鲤特征和所述雄锦鲤特征满足所述锦鲤交配行为特征时，控制所述交配环境控制装置对所述交配池当中的水环境进行控制，以将水环境调控至预设的最佳锦鲤交配环境。
进一步地，在本实施例一些可选情况当中，所述雄锦鲤特征包括雄锦鲤腹部膨胀度，所述雌锦鲤特征包括雌锦鲤腹部膨胀度，所述行为判定模块13还用于判断所述雌锦鲤腹部膨胀度和所述雄锦鲤腹部膨胀度是否满足预设条件；若满足预设条件，则判定所述雌锦鲤特征和所述雄锦鲤特征满足所述锦鲤交配行为特征。
进一步地，在本实施例一些可选情况当中，所述雄锦鲤特征还包括雄锦鲤位置信息，所述雌锦鲤特征还包括雌锦鲤位置信息，所述行为判定模块13还用于若满足预设条件，则根据所述连续多帧锦鲤图像当中的雄锦鲤位置信息和雌锦鲤位置信息，分别确定出雄锦鲤运动轨迹和雌锦鲤运动轨迹；根据所述雄锦鲤运动轨迹和所述雌锦鲤运动轨迹，判断雄锦鲤是否在追逐雌锦鲤；若雄锦鲤在追逐雌锦鲤，则判定所述雌锦鲤特征和所述雄锦鲤特征满足所述锦鲤交配行为特征。
进一步地，在本实施例一些可选情况当中，所述预设条件包括：
所述雌锦鲤腹部膨胀度和所述雄锦鲤腹部膨胀度均大于膨胀度阈值，且所述雌锦鲤腹部膨胀度与所述雄锦鲤腹部膨胀度的比值达到预设比值。
进一步地，在本实施例一些可选情况当中，所述机器视觉标记标记于雄锦鲤和雌锦鲤的腹部，所述机器视觉标记包括椭圆圈以及设置于所述椭圆圈当中的编号，所述特征识别模块12还用于根据从每帧所述锦鲤图像当中识别得到的所述机器视觉标记的编号特征，确定每个所述机器视觉标记对应的锦鲤的亲鱼类型，所述亲鱼类型包括雄锦鲤和雌锦鲤；计算从每帧所述锦鲤图像当中识别得到的所述机器视觉标记的椭圆圈特征的圆度，并根据计算得到的圆度确定每个所述机器视觉标记对应的锦鲤的腹部膨胀度；根据每个所述机器视觉标记对应的锦鲤的腹部膨胀度和亲鱼类型，确定所述雌锦鲤腹部膨胀度和所述雄锦鲤腹部膨胀度。
进一步地，在本实施例一些可选情况当中，所述圆度的计算公式为：
Q=4πS/C2
其中，Q为圆度，S为所述机器视觉标记的连通面积，C为所述机器视觉标记的周长。
进一步地，在本实施例一些可选情况当中，所述行为判定模块13还用于根据从每帧所述锦鲤图像当中识别得到的所述机器视觉标记的编号特征及其位置信息，确定每条雄锦鲤和每条雌锦鲤的位置信息；根据所述连续多帧锦鲤图像当中同一条雄锦鲤的位置信息和同一条雌锦鲤的位置信息，确定每条雄锦鲤运动轨迹和每条雌锦鲤运动轨迹。
上述各模块、单元被执行时所实现的功能或操作步骤与上述方法实施例大体相同，在此不再赘述。
实施例四
本发明第四实施例还提出一种锦鲤交配系统，包括用于放养雄锦鲤和雌锦鲤的交配池、布设于所述交配池当中的水下摄像装置、以及布设于所述交配池当中的交配环境控制装置，所述雄锦鲤和所述雌锦鲤均设有唯一的机器视觉标记，所述锦鲤交配系统还包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一实施例所述的锦鲤交配环境控制方法。
其中，处理器在一些实施例中可以是中央处理器（Central Processing Unit,CPU）、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器中存储的程序代码或处理数据，例如执行访问限制程序等。
其中，存储器至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如，SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器在一些实施例中可以是锦鲤交配系统的内部存储单元，例如该锦鲤交配系统的硬盘。存储器在另一些实施例中也可以是锦鲤交配系统的外部存储装置，例如锦鲤交配系统上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，存储器还可以既包括锦鲤交配系统的内部存储单元也包括外部存储装置。存储器不仅可以用于存储安装于锦鲤交配系统的应用软件及各类数据，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述的锦鲤交配环境控制方法。
本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读存储介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读存储介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读存储介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读存储介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种锦鲤交配环境控制方法，其特征在于，应用于锦鲤交配系统当中，所述锦鲤交配系统包括用于放养雄锦鲤和雌锦鲤的交配池、布设于所述交配池当中的水下摄像装置、以及布设于所述交配池当中的交配环境控制装置，所述雄锦鲤和所述雌锦鲤均设有唯一的机器视觉标记，所述机器视觉标记为烙印标志或可视化荧光硅橡胶标志，所述机器视觉标记标记于雄锦鲤和雌锦鲤的腹部，所述机器视觉标记包括椭圆圈以及设置于椭圆圈当中的编号，所述方法包括：
每隔预设时间获取一次所述水下摄像装置拍摄的连续多帧锦鲤图像；
分别对每帧所述锦鲤图像进行机器视觉标记识别，并根据识别得到的机器视觉标记确定每帧所述锦鲤图像当中的雄锦鲤特征和雌锦鲤特征，具体通过计算机器视觉标记的椭圆圈特征的圆度来确定每条锦鲤的腹部膨胀度，然后结合基于编号识别得到的每条锦鲤的亲鱼类型，就可以确定每条雌锦鲤的腹部膨胀度和每条雄锦鲤的腹部膨胀度；
判断所述雄锦鲤特征和所述雌锦鲤特征是否满足预设的锦鲤交配行为特征；
若是，则控制所述交配环境控制装置对所述交配池当中的水环境进行控制，以将水环境调控至预设的最佳锦鲤交配环境。
2.根据权利要求1所述的锦鲤交配环境控制方法，其特征在于，所述雄锦鲤特征包括雄锦鲤腹部膨胀度，所述雌锦鲤特征包括雌锦鲤腹部膨胀度，判断所述雄锦鲤特征和所述雌锦鲤特征是否满足预设的锦鲤交配行为特征的步骤包括：
判断所述雌锦鲤腹部膨胀度和所述雄锦鲤腹部膨胀度是否满足预设条件；
若满足预设条件，则判定所述雌锦鲤特征和所述雄锦鲤特征满足所述锦鲤交配行为特征。
3.根据权利要求2所述的锦鲤交配环境控制方法，其特征在于，所述雄锦鲤特征还包括雄锦鲤位置信息，所述雌锦鲤特征还包括雌锦鲤位置信息，在判断所述雌锦鲤腹部膨胀度和所述雄锦鲤腹部膨胀度是否满足预设条件的步骤之后，还包括：
若满足预设条件，则根据所述连续多帧锦鲤图像当中的雄锦鲤位置信息和雌锦鲤位置信息，分别确定出雄锦鲤运动轨迹和雌锦鲤运动轨迹；
根据所述雄锦鲤运动轨迹和所述雌锦鲤运动轨迹，判断雄锦鲤是否在追逐雌锦鲤；
若雄锦鲤在追逐雌锦鲤，则判定所述雌锦鲤特征和所述雄锦鲤特征满足所述锦鲤交配行为特征。
4.根据权利要求2或3所述的锦鲤交配环境控制方法，其特征在于，所述预设条件包括：
所述雌锦鲤腹部膨胀度和所述雄锦鲤腹部膨胀度均大于膨胀度阈值，且所述雌锦鲤腹部膨胀度与所述雄锦鲤腹部膨胀度的比值达到预设比值。
5.根据权利要求3所述的锦鲤交配环境控制方法，其特征在于，所述机器视觉标记标记于雄锦鲤和雌锦鲤的腹部，所述机器视觉标记包括椭圆圈以及设置于所述椭圆圈当中的编号，根据识别得到的机器视觉标记确定每帧所述锦鲤图像当中的雄锦鲤特征和雌锦鲤特征的步骤包括：
根据从每帧所述锦鲤图像当中识别得到的所述机器视觉标记的编号特征，确定每个所述机器视觉标记对应的锦鲤的亲鱼类型，所述亲鱼类型包括雄锦鲤和雌锦鲤；
计算从每帧所述锦鲤图像当中识别得到的所述机器视觉标记的椭圆圈特征的圆度，并根据计算得到的圆度确定每个所述机器视觉标记对应的锦鲤的腹部膨胀度；
根据每个所述机器视觉标记对应的锦鲤的腹部膨胀度和亲鱼类型，确定所述雌锦鲤腹部膨胀度和所述雄锦鲤腹部膨胀度。
6.根据权利要求5所述的锦鲤交配环境控制方法，其特征在于，所述圆度的计算公式为：
Q=4πS/C2
其中，Q为圆度，S为所述机器视觉标记的连通面积，C为所述机器视觉标记的周长。
7.根据权利要求5所述的锦鲤交配环境控制方法，其特征在于，根据所述连续多帧锦鲤图像当中的雄锦鲤位置信息和雌锦鲤位置信息，分别确定出雄锦鲤运动轨迹和雌锦鲤运动轨迹的步骤包括：
根据从每帧所述锦鲤图像当中识别得到的所述机器视觉标记的编号特征及其位置信息，确定每条雄锦鲤和每条雌锦鲤的位置信息；
根据所述连续多帧锦鲤图像当中同一条雄锦鲤的位置信息和同一条雌锦鲤的位置信息，确定每条雄锦鲤运动轨迹和每条雌锦鲤运动轨迹。
8.一种锦鲤交配环境控制装置，其特征在于，应用于锦鲤交配系统当中，所述锦鲤交配系统包括用于放养雄锦鲤和雌锦鲤的交配池、布设于所述交配池当中的水下摄像装置、以及布设于所述交配池当中的交配环境控制装置，所述雄锦鲤和所述雌锦鲤均设有唯一的机器视觉标记，所述机器视觉标记为烙印标志或可视化荧光硅橡胶标志，所述机器视觉标记标记于雄锦鲤和雌锦鲤的腹部，所述机器视觉标记包括椭圆圈以及设置于椭圆圈当中的编号，所述锦鲤交配环境控制装置包括：
图像获取模块，用于每隔预设时间获取一次所述水下摄像装置拍摄的连续多帧锦鲤图像；
特征识别模块，用于分别对每帧所述锦鲤图像进行机器视觉标记识别，并根据识别得到的机器视觉标记确定每帧所述锦鲤图像当中的雄锦鲤特征和雌锦鲤特征，具体通过计算机器视觉标记的椭圆圈特征的圆度来确定每条锦鲤的腹部膨胀度，然后结合基于编号识别得到的每条锦鲤的亲鱼类型，就可以确定每条雌锦鲤的腹部膨胀度和每条雄锦鲤的腹部膨胀度；
行为判定模块，用于判断所述雄锦鲤特征和所述雌锦鲤特征是否满足预设的锦鲤交配行为特征；
环境控制模块，用于当判断到所述雌锦鲤特征和所述雄锦鲤特征满足所述锦鲤交配行为特征时，控制所述交配环境控制装置对所述交配池当中的水环境进行控制，以将水环境调控至预设的最佳锦鲤交配环境。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1－7任一所述的锦鲤交配环境控制方法。
10.一种锦鲤交配系统，其特征在于，包括用于放养雄锦鲤和雌锦鲤的交配池、布设于所述交配池当中的水下摄像装置、以及布设于所述交配池当中的交配环境控制装置，所述雄锦鲤和所述雌锦鲤均设有唯一的机器视觉标记，所述锦鲤交配系统还包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1－7任一所述的锦鲤交配环境控制方法。
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