一种时空特征聚合的水下珊瑚礁鱼检测方法

陈智能，史存存，李轩涯，贾彩燕，黄磊

（1.中国科学院自动化研究所 数字内容技术与服务研究中心，北京100190；2.北京交通大学 计算机与信息技术学院，北京100044；3.百度公司，北京100085； 4.中国海洋大学 信息科学与工程学院，青岛266100）

珊瑚礁鱼泛指生活在热带海洋珊瑚丛中的各种鱼，它们种类繁多、形态各异、色彩斑斓，是最富活力和观赏性的海洋生物群体之一。研究表明，珊瑚礁鱼的种类、数量和活动痕迹是否丰富，直接反映了珊瑚礁生态系统的健康状态和海洋生物多样性丰富程度［1］。珊瑚礁鱼活动的显著变化，则往往与温度剧变、水域污染和过度人类活动等事件紧密联系［2］。通过监测分析珊瑚礁鱼的活动，可以快速、准确、精细地掌握海洋生态系统的健康状况。此外，珊瑚礁鱼的分析研究还将有助于帮助海洋生物学家研究不同海洋动物的行为及其之间的相互作用［3］。目前，随着全球大多数珊瑚礁生态系统呈退化趋势，这一研究已经得到了广泛重视。

在海洋科学领域，最初人们主要采取人工撒网法［4］和潜水调查法［5］开展珊瑚礁鱼活动调查。人工撒网法先由人在珊瑚礁水域撒网捞鱼，再经过海洋生物学家整理得到分析结果。潜水调查法由专业潜水员手持水下摄像机穿越珊瑚礁水域，通过对所拍摄影像进行事后分析，得到调查范围内的珊瑚和珊瑚礁鱼情况。虽然已被沿用很多年，它们的缺点也很明显：执行一次调查不仅消耗大量人力物力，而且会对鱼类活动产生一定影响，此外还难以获得大面积连续的监测数据。……