利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)估測(cè)種豬體重

利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)估測(cè)種豬體重第1頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、研究意義現(xiàn)代化養(yǎng)豬，就是采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，借助一定設(shè)施，創(chuàng)造適宜豬營(yíng)養(yǎng)需要的飼料供應(yīng)體系，良好的生活環(huán)境，衛(wèi)生條件，配套的健康保健措施等；并且能夠達(dá)到高生產(chǎn)水平，高勞動(dòng)效率，高經(jīng)濟(jì)效益和優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)目的，且具有一定規(guī)模。但就目前來(lái)看，我國(guó)的養(yǎng)豬生產(chǎn)水平和科技發(fā)展，總體同國(guó)外養(yǎng)豬先進(jìn)國(guó)家相比還存在很大差距，如一年提供的商品豬數(shù)量和飼料利用效率等。這體現(xiàn)在生產(chǎn)管理、環(huán)境條件等各個(gè)方面。第2頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有效生產(chǎn)的關(guān)鍵就是通過(guò)連續(xù)監(jiān)測(cè)來(lái)維持最優(yōu)生長(zhǎng)率和飼料轉(zhuǎn)化率。體重則是影響這兩個(gè)指標(biāo)的重要因素，體重測(cè)量是生產(chǎn)管理中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，它可以為評(píng)價(jià)動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)，生長(zhǎng)環(huán)境，衛(wèi)生條件提供重要的依據(jù)。在種豬場(chǎng)日常飼養(yǎng)管理中，經(jīng)常需要對(duì)種豬進(jìn)行定期稱重，然后根據(jù)體重變化檢查飼料是否適當(dāng)，以便調(diào)整日糧以及日后的選種。第3頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月傳統(tǒng)的測(cè)量方法：（1）體重箱（2）電子秤自動(dòng)喂料系統(tǒng)視頻圖像方法（一種無(wú)接觸式的方法）

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和視頻技術(shù)的發(fā)展為豬體尺、體重的測(cè)量提供了精確、便捷的方法。利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，獲取和分析處理視頻圖像來(lái)評(píng)估種豬的體尺、估算體重，從而可以監(jiān)測(cè)種豬的生長(zhǎng)，也有助于研究豬的行為，為豬舍的環(huán)境調(diào)控提供依據(jù)。

第4頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月傳統(tǒng)方法與視覺方法的對(duì)比

傳統(tǒng)人工測(cè)量計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)體重箱，電子秤人工測(cè)量間接估算體尺、體重只能靠經(jīng)驗(yàn)人士肉眼識(shí)別識(shí)別豬的形態(tài)不方便，耗時(shí)，誤差方便，快捷，精確造成應(yīng)激避免物理傷害接觸式測(cè)量無(wú)接觸式測(cè)量需要大量人力大量節(jié)省人力機(jī)械的電子的不能有技術(shù)上的改進(jìn)能不斷提高技術(shù)第5頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)可以實(shí)時(shí)連續(xù)地監(jiān)測(cè)家畜的體重，測(cè)量其形態(tài)參數(shù)。有效地顯示了家畜生長(zhǎng)環(huán)境以及它們的行為變化，為環(huán)境調(diào)控提供依據(jù)。幫助飼養(yǎng)者觀測(cè)家畜的生長(zhǎng)率，以便控制飼料，調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，減少?gòu)U棄物的排放。有助于根據(jù)生長(zhǎng)率判斷健康狀況，有利于日后的選種和育肥以及選擇最佳的屠宰時(shí)間。飼養(yǎng)者有更多的時(shí)間觀察家畜的健康和福利。大大了節(jié)省了人力物力，提高了生產(chǎn)效益和市場(chǎng)效益。第6頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）構(gòu)造計(jì)算機(jī)視覺硬件系統(tǒng)二、研究方法第7頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

環(huán)境參數(shù)采集裝置紅外電子耳號(hào)裝置第8頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）圖像采集第9頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）圖像預(yù)處理：由于現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，圖像在拍攝過(guò)程中，會(huì)受到光照的影響或噪聲的干擾，因此需要在處理之前對(duì)圖片進(jìn)行預(yù)處理，以提高圖片的質(zhì)量。第10頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）圖像分割：我們?cè)谶@里選用閾值分割算法來(lái)分割圖像，選取象素的顏色分量來(lái)進(jìn)行閾值分割的效果較好。顏色分量分析：我們根據(jù)圖像的紅r綠g藍(lán)b三個(gè)分量，構(gòu)建一個(gè)圖像D，該圖像突出背景部分，減小前景部分：

第11頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算閾值：根據(jù)直方圖選擇閾值*二值化圖像和后處理

D圖像的直方圖，根據(jù)直方圖得到閾值0.0262采用RGB顏色信息分割效果圖第12頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（5）特征提?。?/p>

根據(jù)種豬的飼養(yǎng)管理，我們主要選用了四個(gè)主要體尺（體長(zhǎng)、體高、投影面積、體寬）作為特征參量。投影面積：計(jì)算閉環(huán)區(qū)域的像素個(gè)數(shù)體高：計(jì)算對(duì)象在水平位置投影的白色象素點(diǎn)個(gè)數(shù)體長(zhǎng)：豬區(qū)域的主軸的長(zhǎng)度體寬：豬背部和主軸垂直的最大寬度第13頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（6）體重的估算：結(jié)合人工測(cè)量的體重，得出體尺和體重的回歸方程式，作為新樣本的計(jì)算公式。根據(jù)豬的種類不同，生長(zhǎng)階段不同，回歸公式也不一樣，也就是并沒有通用的公式。第14頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、結(jié)果與討論投影面積與體重的線性相關(guān)性：

Y=0.0368X-3.9257R=0.94

第15頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

W=0.003xS^1.2811xH^0.6121

R=2.8%

誤差產(chǎn)生的來(lái)源主要有：1）客觀條件帶來(lái)的誤差，在用電子秤測(cè)量體重時(shí)，豬的來(lái)回晃動(dòng)給數(shù)據(jù)的讀取帶來(lái)一定的誤差。2）由于實(shí)際條件的限制，圖像的分割和處理效果帶來(lái)的誤差。第16頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第17頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第18頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)展趨勢(shì)：（1）實(shí)驗(yàn)條件（2）硬件設(shè)備（3）軟件算法第19頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月本研究是利用二維參數(shù)來(lái)測(cè)量體重，由于動(dòng)物的形態(tài)特征比較復(fù)雜，單純的二維方法并不能完全反映它們的形態(tài)特征，因此力于尋求一種更精確的3D方法。從獲取的二維投影圖像中提取動(dòng)物的三維結(jié)構(gòu)信息，這樣可以更加準(zhǔn)確地測(cè)量出物體的幾何參數(shù)，進(jìn)而估計(jì)出其他的形態(tài)學(xué)參數(shù)（如體長(zhǎng)，體高，胸圍，體重等），并且還能連續(xù)監(jiān)測(cè)動(dòng)物的行為，預(yù)估出它們的生長(zhǎng)模型，從而更加有效地改善動(dòng)物的生長(zhǎng)環(huán)境，提高生產(chǎn)效益。由于圖像分析處理的難度，本研究還只限于處理單個(gè)對(duì)象，建議日后研究應(yīng)多向群體和真實(shí)生產(chǎn)條件下深入。且不同