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        一種新型無耳標(biāo)智能群養(yǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)

        2019-06-03 10:59:34
        豬業(yè)科學(xué) 2019年4期
        關(guān)鍵詞:博士檢測系統(tǒng)

        為了滿足消費者需求,養(yǎng)豬生產(chǎn)在日益擴(kuò)大,有效監(jiān)測個體豬和豬群健康是養(yǎng)豬業(yè)必須要面對的挑戰(zhàn)。特別是在大型養(yǎng)豬群體中,僅依靠人工的觀察來收集數(shù)據(jù)會很耗時,并且時間有限容易出現(xiàn)人為錯誤。眾所周知,豬的行為在受到外界影響時會發(fā)生變化,因此,為了最準(zhǔn)確地反映豬群的行為,需要進(jìn)行連續(xù)、無干擾的監(jiān)測。

        攝像機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是實現(xiàn)豬舍不間斷觀察的關(guān)鍵一步,隨著技術(shù)和程序的發(fā)展,科研人員對動物行為與其健康和福利之間的聯(lián)系也有了初步了解。林肯大學(xué)和利茲大學(xué)的研究人員進(jìn)行了一項新的研究,提出了一種新的、強(qiáng)大的、在線的多頭豬檢測和跟蹤方法,該方法消除了對被監(jiān)測動物進(jìn)行人工標(biāo)記和物理識別的需要,并可在光線下(白天)和紅外線下(夜間)條件下有效地開展工作。

        一項新的研究表明:新的自動檢測和跟蹤系統(tǒng)是準(zhǔn)確采集豬群健康和行為數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。該項目的目的是觀察是否可以在不使用標(biāo)記或無線射頻標(biāo)識(RFID)耳標(biāo)的情況下檢測和跟蹤個體豬,這為更先進(jìn)的行為監(jiān)測提供了一個良好的起點。對于這項研究的主要研究者,張磊博士和格雷博士來說,很明顯這可以為豬只和飼養(yǎng)人員提供許多好處。

        圖1 在不使用標(biāo)記或射頻標(biāo)識耳標(biāo)的情況下檢測和跟蹤豬只

        格雷博士解釋說,這是為盡可能多的養(yǎng)豬生產(chǎn)者提供一個簡單、準(zhǔn)確的解決方案,即不再需要昂貴而耗時的RFID標(biāo)識和其他物理標(biāo)識系統(tǒng),并且這些標(biāo)記系統(tǒng)通常也會被豬只蹭掉或移除,這意味著標(biāo)識系統(tǒng)無法記錄和跟蹤這些動物。而新開發(fā)的系統(tǒng)建立在先前使用二維監(jiān)控系統(tǒng)試驗成功的基礎(chǔ)上,但克服了一些阻礙其在不受控制的環(huán)境中應(yīng)用的關(guān)鍵問題。

        張博士解釋說:“在以前的研究中,已經(jīng)介紹了幾種使用二維攝像機(jī)檢測和跟蹤豬的方法。在復(fù)雜環(huán)境中連續(xù)跟蹤個單體豬需要與以前使用的方法不同。近年來,我們的工作受到了各種計算機(jī)視覺應(yīng)用中成功技術(shù)的巨大啟發(fā)?!?/p>

        二維監(jiān)控系統(tǒng)的主要問題以及必須考慮的問題,如張博士所述:1)亮度波動,包括白天和夜間的不同照明,可觸發(fā)相機(jī)成像模式的變化(從彩色拍攝到黑白拍攝)。2)豬的外形非常相似,背景狀態(tài)也不同。3)物體變形和遮擋,昆蟲可以落在相機(jī)鏡頭上,遮擋圖像;豬喜歡聚集在一起,會造成相互遮擋。張博士說:“這些問題中的每一個都會顯著影響個體豬的檢測和跟蹤的準(zhǔn)確性。許多其他攝像系統(tǒng)都無法克服這些限制?!痹诒敬卧囼炛虚_發(fā)的系統(tǒng)解決了這些限制條件,并在實際商業(yè)條件下提供了無與倫比的精度和準(zhǔn)確性。格雷博士說“很難在技術(shù)之間進(jìn)行直接比較,因為它們通常是在不同的環(huán)境中開發(fā)的,或者使用不同數(shù)量或年齡的豬。我們的系統(tǒng)目前在實際商業(yè)條件下達(dá)到了97.4%的檢測精度和95.1%的跟蹤精度?!备窭撞┦坑盅a充說:“為了使這個系統(tǒng)對養(yǎng)豬業(yè)有用,我們正在進(jìn)一步開展研究,并將調(diào)查健康豬的正常運動模式以及在疾病暴發(fā)等問題發(fā)生之前,豬只的運動模式是什么樣子的。最后,我們希望該算法能夠檢測到異常行為,并向豬場管理者發(fā)出信號,表明某一欄舍中存在問題?!?/p>

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