基于轻量型 S3D 算法的鱼类摄食强度识别系统设计与试验

作者：冯双星; 王丁弘; 潘良; 周超^*

来源：渔业现代化, 2023, 50(03): 79-86.

• 水产养殖
• 轻量型S3D算法
• 摄食强度识别
• 鱼类投喂

实际生产中，对鱼类的投喂控制仍是以人工经验判断和时序控制为主，易造成饲料浪费和环境污染。实时检测鱼群摄食强度，可用于指导投喂，进而提高饲料利用率，并降低残饲污染。基于此，本研究提出一种基于机器视觉和轻量型S3D算法的鱼群摄食强度实时识别算法，可精确定位视频流中“强、中、弱、无” 4种鱼群摄食强度状态。首先将I3D网络作为基准，使用Inception模块和深度可分离卷积构建3D时空Sep-Inc模块；其次，利用3D时空Sep-Inc模块、池化层和3D卷积层交替搭建轻量型S3D网络；最后，开发了基于PyQt5的金鳟鱼摄食强度识别系统。结果显示：S3D算法对4类摄食强度的识别准确率可达92.68%,比C3D和R2+1D算法分别提高9.75%和14.15%,同时Parameters参数和GFLOPs参数也大幅下降，识别摄食强度标签的速率达到17 f/s。研究表明，本算法不仅适用于金鳟，也有望适用于其他游泳型鱼类，并可提供投喂决策建议。

• 单位
  北京市农林科学院; 国家农业信息化工程技术研究中心