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奶牛身份識別系統國內外研究現狀

時間:2019-04-16 20:36來源:畢業論文
國外將信息化技術應用到奶牛養殖業中的發展相對較早,例如德國、澳大利亞、新西蘭等國家都已開發出了比較完善的農場奶牛管理系統,可是這些系統大都使用傳感器元件來監測奶牛

國外將信息化技術應用到奶牛養殖業中的發展相對較早,例如德國、澳大利亞、新西蘭等國家都已開發出了比較完善的農場奶牛管理系統,可是這些系統大都使用傳感器元件來監測奶牛的行為,所用的傳感器經常要安裝在奶牛的身體部位上,所以對奶牛的生活會產生一定的影響。圖像處理技術在提高奶牛福利、無損檢測方面有明顯的優勢,國外科研機構和研究人員也始終致力于該方面的實驗和研究。2012年比利時魯汶大學研究了通過計算機圖像中的視覺技術來監測奶牛的跛足行為,實驗中通過壓力數據和圖像數據開發了自動同步奶牛測量系統,系統中使用攝像機來記錄奶牛的運動情況和體型,并結合傳感器來記錄奶牛行走的位置和時間,可以更準確地檢測到奶牛的跛足狀況[2]。2013年以色列學者研究了通過奶牛后部圖像進行自動分類跛足奶牛的方法。2013年意大利卡塔尼亞大學開發了一種基于機器視覺的開闊倉庫中奶牛躺臥行為的自動監測系統,該系統由多個攝像槍視頻系統和利用Viola-Jones算法對奶牛躺臥行為進行檢測的部分組成。2013年以色列班固里安大學研究了一種用傅里葉描述子和身體特征來自動計算奶牛體型得分的方法,該研究中共收集151頭奶牛的俯視圖像,利用圖像的顏色變化來進行自動閾值選取,根據得出的模型自動計算奶牛的體型得分,并通過分數來判定牛的體型的具體狀況,例如胖和瘦[3]。34611
國內研究現狀
我國在奶牛養殖業中引入信息技術相對于其他發達國家起步較晚,因此科技水平與其他國家相比有一定的差距。最近幾年,國家在不斷加大對奶牛養殖業的扶持和補貼力度,不斷促進奶牛養殖業的智能化和標準化。我國的一些研究機構和相關學者也積極開展有關智能養殖的科學研究。2007年,河北農業大學的王文娣、錢東平、黃冉君等開發了基于計算機圖像處理的奶牛體型評估系統,使用LabView虛擬儀器軟件開發平臺和IMAQ Vision圖像處理軟件包設計基于計算機圖像處理的奶牛體型評估系統,該系統采用藍色背景來增強圖像的定位準確性和對比度,降低了圖像處理的難度,采用從HSL模型中選取S分量的方法來實現圖像的灰度化處理,并通過中值濾波對圖像進行降噪處理。實驗結果表明,識別特征點時使用模板匹配法,識別率可以達到90%以上。人工評分結果和計算機評分的最大絕對誤差為1.1cm,相對誤差為0.8%,系統精度滿足線性評定要求,完全能代替人工評估,而且還可以提高評定的效率[4]。2009年,內蒙古農業大學進行基于機器視覺的奶牛體型評定中的關鍵技術研究,通過機器視覺技術重建獲得的虛擬奶牛,文中提出一種基于圖像分塊的多尺度Harris特征點檢測算法,以提取圖像一定數量的特征點能最大限度地表征圖像特征為目的。該算法在保持原算法計算簡便性和穩定性的前提下,對圖像分塊檢測特征點,每塊內自動選取閾值,得到的特征點數量可控、區域可控,整體分布均勻,論文網有效地緩解了聚簇現象和數據冗余[5]。2012年,李斌提出了基于計算視覺的奶牛體型線性測量系統設計,通過CCD設備組成的視覺采集系統對家畜的體態進行圖像的含噪采集,運用DSP嵌人式設備組成的模塊完成奶牛關鍵特征點定位、信息處理和圖像去噪等工作,設計軟件優化算法,完成基于計算視覺的奶牛體型線性測量系統的設計,主要由兩部分組成:奶牛圖像特征處理系統和奶牛體態的視覺采集系統,這兩個系統分別完成奶牛的圖像采集、圖像去噪、圖像特征定位、圖像特征計算等功能,根據計算結果,完成奶牛體型的準確定位[6]。2013年,內蒙古農業大學的張立倩等人設計了基于模糊逼近計算視覺算法來測量奶牛體重,利用圖像平滑以及濾波方法對奶牛圖像進行降噪處理,模糊逼近定位的奶牛特征空間位置,并建立了奶牛體型的立體空間來計算奶牛體重。中國農業大學的郭浩等人采用基于深度圖像的奶牛體型評定指標獲取技術,使用Xtion PRO攝像頭用作深度圖像采集設備,基于OpenNI搭建的數據獲取程序實現了對奶牛隨機部位的點云獲取,并結合MeshLab完成了對獲得的點云數據進行測量和可視化處理,最終將重建點云測量與人工測量所得到的指標進行對比[7]。2015年,西北農林科技大學的趙凱旋等人研究了基于卷積神經網絡的奶牛身份識別方法,研究中根據圖像序列樣本量較大這一特性,在原算法的基礎上進行了改進,實現了基于卷積神經網絡和視頻分析的奶牛身份識別方法,在使用采集奶牛視頻方案的基礎上,進一步分析奶牛視頻,跟蹤并提取奶牛運動過程中的身體部位圖像。根據這些圖像的特點,選取卷積神經網絡的參數和結構,用奶牛身體部位圖像對網絡性能進行測試和訓練,最后完成在奶牛現實生活環境下的身份高效精確識別[8]。 奶牛身份識別系統國內外研究現狀:http://www.aftnzs.live/yanjiu/20190416/32170.html
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