科创中国
一种浮游植物检测方法和系统
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-10-30 17:01:22
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-11-09 11:09:40
本发明涉及一种浮游植物检测方法和系统，其内容包括：数据集标注：使用标注工具，得到浮游植物荧光图像对应的YOLO标签文件；数据集扩充：借助在小规模数据集训练好的YOLOX模型，进行数据集自动标注和扩充；模型搭建与训练测试：搭建YOLOX网络，在浮游植物目标检测数据集上进行模型训练和测试；模型部署与加速优化：将YOLOX网络部署到嵌入式平台上，并优化网络结构，加速模型推理速度；模型推理和结果统计存储：使用部署加速后的YOLOX模型，对浮游植物荧光图像进行推理，并得到浮游植物的关键生物参数。本发明具有检测类别多，检测准确率较高的优点，同时可以保证目标检测准确率和实时性的平衡。
一种浮游植物检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.对浮游植物的原始图像进行标注，得到含有类别和边界框的标签文件，构建小规模浮游植物目标检测图像数据集；
S2.搭建YOLOX复杂模型，在所述小规模浮游植物目标检测图像数据集上训练该模型；对所述小规模浮游植物目标检测图像数据集进行扩充，利用训练好的YOLOX复杂模型将待标注的图像进行推理并生成标签文件，经人工检查和修正后，构建大规模浮游植物目标检测图像数据集；
S3.搭建YOLOX轻量模型，在所述大规模浮游植物目标检测图像数据集上进行模型训练；
S4.将训练好的YOLOX轻量模型部署到嵌入式平台上，并对所述YOLOX轻量模型进行优化加速，得到加速后的YOLOX轻量模型；
S5.使用加速后的YOLOX轻量模型对待测浮游植物图像进行推理，得到浮游植物的关键生物参数。
环境监测：浮游植物检测方法和系统可用于环境监测，例如水质监测、水体富营养化评估等。通过监测浮游植物的数量和种类，可以评估水体生态系统的健康状况和水质变化趋势，及时采取措施保护水域生态环境。
水产养殖管理：在水产养殖中，浮游植物检测方法和系统可用于监测水体中浮游植物的密度和种类。这有助于养殖场控制养殖水体中浮游植物的数量，维持水体中的营养物质平衡，避免过度富营养化对养殖生物的不利影响。
水生态学研究：通过浮游植物检测方法和系统，可以了解水体生态系统中浮游植物的生态学特征，如种类组成、生长周期等。这些数据有助于研究者深入了解水生态系统的结构和功能，从而为保护水域生态环境提供科学依据。
水源供应管理：在城市供水和农业灌溉等方面，浮游植物检测方法和系统可用于监测水源中浮游植物的变化。这有助于及时采取相应措施，保证供水质量，防止水源受到污染和富营养化的影响。
生态修复：对于受到污染或富营养化影响的水域，浮游植物检测方法和系统可用于评估修复效果。监测浮游植物的变化可以反映生态修复措施的效果，并帮助指导后续的生态修复工作。
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环境监测：浮游植物检测方法和系统可用于环境监测，例如水质监测、水体富营养化评估等。通过监测浮游植物的数量和种类，可以评估水体生态系统的健康状况和水质变化趋势，及时采取措施保护水域生态环境。
水产养殖管理：在水产养殖中，浮游植物检测方法和系统可用于监测水体中浮游植物的密度和种类。这有助于养殖场控制养殖水体中浮游植物的数量，维持水体中的营养物质平衡，避免过度富营养化对养殖生物的不利影响。
水生态学研究：通过浮游植物检测方法和系统，可以了解水体生态系统中浮游植物的生态学特征，如种类组成、生长周期等。这些数据有助于研究者深入了解水生态系统的结构和功能，从而为保护水域生态环境提供科学依据。
水源供应管理：在城市供水和农业灌溉等方面，浮游植物检测方法和系统可用于监测水源中浮游植物的变化。这有助于及时采取相应措施，保证供水质量，防止水源受到污染和富营养化的影响。
生态修复：对于受到污染或富营养化影响的水域，浮游植物检测方法和系统可用于评估修复效果。监测浮游植物的变化可以反映生态修复措施的效果，并帮助指导后续的生态修复工作。
技术转让
浮游植物检测方法和系统在环境保护、水产养殖、水生态学研究和水源管理等方面具有重要应用价值，有助于保护水域生态环境并维护水体生态平衡。
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