鲑魚銀化是年幼的大(dà)西洋鲑魚從淡水到海水生(shēng)活過渡的适應過程中(zhōng)的一(yī)系列複雜(zá)的生(shēng)理變化。在鲑魚養殖中(zhōng)，“幼鲑”到“小(xiǎo)鲑魚”（初次由河入海的小(xiǎo)鲑）的轉變是通過燈光或功能性飼料來控制的，以确保向雜(zá)貨店(diàn)、餐館和其他海鮮市場提供持續和可預測的魚類供應。

圖1：鲑魚銀化過程

SINTEF 是位于挪威特隆赫姆的歐洲較大(dà)的獨立研究機構之一(yī)，其科學家最近開(kāi)發了一(yī)種高光譜成像 (HSI) 系統，以研究檢測鲑魚銀化的重要過程，該系統部分(fēn)依靠 BitFlow Camera Link圖像采集卡來捕捉高光譜圖像，能以每秒100 多幀的速度抓取視頻(pín)幀進行分(fēn)析。

圖2：BitFlow Camera Link圖像采集卡

驗證銀化的能力至關重要，因爲不完全的海水适應可能會導緻動物(wù)福利不佳和死亡率增加。動物(wù)福利在鲑魚養殖中(zhōng)變得越來越重要，因爲出于道德考慮，該行業面臨着改善生(shēng)産和養殖運營的壓力。傳統的銀化評估是在将魚暴露于鹽水後測量血液樣本中(zhōng)的氯化物(wù)含量，或者通過分(fēn)析鰓組織樣本來檢測離(lí)子傳輸酶的存在。這些方法非常耗時，因此通常隻對幾十萬條魚的種群中(zhōng)的少數鲑魚進行測試。

爲了評估 HSI 系統的穩健性，SINTEF 使用三個不同的鲑魚養殖場收集魚類不同顔色、圖案、大(dà)小(xiǎo)和形狀的各種數據。數據每周與站點各自的生(shēng)産和測試計劃同步收集。搭載 Intel i7 處理器的 Shuttle SH110G 計算機安裝了 BitFlow 圖像采集卡，用于從配備 23 mm/f.2.4 (OLE23) 鏡頭的 Specim® FX10 高光譜相機中(zhōng)抓取圖像。根據當地條件和魚的狀态定期調整曝光設置。并且由于鲑魚過渡涉及鲑魚變得更具反射性，因此調整了快門速度以将曝光保持在傳感器的動态範圍内。爲了使所有數據集具有可比性，盡管環境光照條件和曝光設置存在差異，所有數據集都使用白(bái)色和黑色參考圖像進行标準化比較。

從 HSI 獲得的原始數據是單個魚的多維圖像，包括它們的背景。該多維圖像的每一(yī)層表示與特定波長處的反射率測量強度相對應的單個灰度圖像。堆疊時，所有層和反射率測量值都代表一(yī)個 3D 立方體(tǐ)。采用分(fēn)步程序對數據進行處理和分(fēn)析，以便觀察低維光譜特征，可對幼鲑或小(xiǎo)鲑魚進行分(fēn)類。通過考慮水溫、溶解氧、水的不透明度和顔色，以及光照和攝食條件，對波長進行了優化。

在研究結束後，SINTEF展示了一(yī)個HSI系統，該系統隻需三個波長即可識别大(dà)西洋鲑魚的銀化狀态，并且該系統可作爲魚類生(shēng)産中(zhōng)的補充或獨立驗證工(gōng)具。通過該研究，研究人員(yuán)還爲制造低成本的HSI儀器奠定了基礎，這些儀器可用于生(shēng)産槽中(zhōng)，或集成到現有的分(fēn)類和疫苗接種系統中(zhōng)，以便更快、更廣泛和更具成本效益地對大(dà)西洋鲑魚進行群體(tǐ)抽樣。