1、生物監(jiān)測技術與化學分析法相比具有先知性、預見性和警示性。利用生物監(jiān)測技術建立水環(huán)境安全預警系統(tǒng)是目前國內外環(huán)境科學研究的熱點，以魚類作為水質監(jiān)測生物載體的水質在線監(jiān)測系統(tǒng)已被開發(fā)應用到實際工程中。現(xiàn)有的魚類水質監(jiān)測系統(tǒng)機理主要通過分析魚體呼吸、弱電脈沖等生理參數(shù)進行水質監(jiān)測或利用傳感器獲取魚體運動參數(shù)進行水質預警。因此，快速、準確獲取魚體各類參數(shù)是水質監(jiān)測系統(tǒng)性能優(yōu)劣的重要前提。 然而現(xiàn)有系統(tǒng)的魚體參數(shù)獲取方法復雜，且參數(shù)單一。

2、本文利用機器視覺構建魚體運動模型，并對該模型進行分析，獲取多種魚體運動參數(shù)，解決了參數(shù)獲取方法復雜及參數(shù)單一問題，為后續(xù)的魚類運動行為異常水質監(jiān)測系統(tǒng)提供準確、豐富的參數(shù)。 本研究以魚體骨架中心線為基礎建立魚體運動模型，并通過該模型獲取魚體尾巴擺動頻率、運動速度、運動軌跡等魚體運動參數(shù)。主要研究內容包括：魚體圖像分割、魚體骨架中心線提取以及魚體運動模型構建與分析。研究工作歸納如下： （1）研究了彩色圖像分割算法，針對魚體

3、圖像特征提出基于鄰域灰度差值的二維Otsu魚體圖像初次分割并綜合顏色聚類實現(xiàn)魚體圖像二次分割。通過將“硬”分割與“軟”分割算法相結合的方法實現(xiàn)魚體圖像精確分割方法研究。 （2）分析了傳統(tǒng)骨架提取算法的特點，提出了一種簡單快速獲取魚體骨架中心線方法研究。通過利用魚體邊界形體特征獲取魚體質心，根據(jù)質心計算主軸，由主軸確定魚體骨架中心的魚體骨架中心線提取方法。 （3）構建了一個基于魚體骨架中心線的魚體運動模型。根據(jù)魚體運動特點