利用計算機視覺技術(shù)估測種豬體重

利用計算機視覺技術(shù)估測種豬體重第1頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月一、研究意義現(xiàn)代化養(yǎng)豬，就是采用先進的科學技術(shù)，借助一定設施，創(chuàng)造適宜豬營養(yǎng)需要的飼料供應體系，良好的生活環(huán)境，衛(wèi)生條件，配套的健康保健措施等；并且能夠達到高生產(chǎn)水平，高勞動效率，高經(jīng)濟效益和優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)目的，且具有一定規(guī)模。但就目前來看，我國的養(yǎng)豬生產(chǎn)水平和科技發(fā)展，總體同國外養(yǎng)豬先進國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)境條件等各個方面。第2頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月有效生產(chǎn)的關鍵就是通過連續(xù)監(jiān)測來維持最優(yōu)生長率和飼料轉(zhuǎn)化率。體重則是影響這兩個指標的重要因素，體重測量是生產(chǎn)管理中的一項重要環(huán)節(jié)，它可以為評價動物的營養(yǎng)，生長環(huán)境，衛(wèi)生條件提供重要的依據(jù)。在種豬場日常飼養(yǎng)管理中，經(jīng)常需要對種豬進行定期稱重，然后根據(jù)體重變化檢查飼料是否適當，以便調(diào)整日糧以及日后的選種。第3頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月傳統(tǒng)的測量方法：（1）體重箱（2）電子秤自動喂料系統(tǒng)視頻圖像方法（一種無接觸式的方法）

現(xiàn)代計算機和視頻技術(shù)的發(fā)展為豬體尺、體重的測量提供了精確、便捷的方法。利用計算機視覺技術(shù)，獲取和分析處理視頻圖像來評估種豬的體尺、估算體重，從而可以監(jiān)測種豬的生長，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，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月傳統(tǒng)方法與視覺方法的對比

傳統(tǒng)人工測量計算機視覺技術(shù)體重箱，電子秤人工測量間接估算體尺、體重只能靠經(jīng)驗人士肉眼識別識別豬的形態(tài)不方便，耗時，誤差方便，快捷，精確造成應激避免物理傷害接觸式測量無接觸式測量需要大量人力大量節(jié)省人力機械的電子的不能有技術(shù)上的改進能不斷提高技術(shù)第5頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月計算機視覺技術(shù)的優(yōu)點可以實時連續(xù)地監(jiān)測家畜的體重，測量其形態(tài)參數(shù)。有效地顯示了家畜生長環(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)者觀測家畜的生長率，以便控制飼料，調(diào)節(jié)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，減少廢棄物的排放。有助于根據(jù)生長率判斷健康狀況，有利于日后的選種和育肥以及選擇最佳的屠宰時間。飼養(yǎng)者有更多的時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)效益和市場效益。第6頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）構(gòu)造計算機視覺硬件系統(tǒng)二、研究方法第7頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月

環(huán)境參數(shù)采集裝置紅外電子耳號裝置第8頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）圖像采集第9頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）圖像預處理：由于現(xiàn)場條件的限制，圖像在拍攝過程中，會受到光照的影響或噪聲的干擾，因此需要在處理之前對圖片進行預處理，以提高圖片的質(zhì)量。第10頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）圖像分割：我們在這里選用閾值分割算法來分割圖像，選取象素的顏色分量來進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b三個分量，構(gòu)建一個圖像D，該圖像突出背景部分，減小前景部分：

第11頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月計算閾值：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，課件共21頁，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主要體尺（體長、體高、投影面積、體寬）作為特征參量。投影面積：計算閉環(huán)區(qū)域的像素個數(shù)體高：計算對象在水平位置投影的白色象素點個數(shù)體長：豬區(qū)域的主軸的長度體寬：豬背部和主軸垂直的最大寬度第13頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月（6）體重的估算：結(jié)合人工測量的體重，得出體尺和體重的回歸方程式，作為新樣本的計算公式。根據(jù)豬的種類不同，生長階段不同，回歸公式也不一樣，也就是并沒有通用的公式。第14頁，課件共21頁，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性：

Y=0.0368X-3.9257R=0.94

第15頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月

W=0.003xS^1.2811xH^0.6121

R=2.8%

誤差產(chǎn)生的來源主要有：1）客觀條件帶來的誤差，在用電子秤測量體重時，豬的來回晃動給數(shù)據(jù)的讀取帶來一定的誤差。2）由于實際條件的限制，圖像的分割和處理效果帶來的誤差。第16頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第18頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)展趨勢：（1）實驗條件（2）硬件設備（3）軟件算法第19頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月本研究是利用二維參數(shù)來測量體重，由于動物的形態(tài)特征比較復雜，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物的三維結(jié)構(gòu)信息，這樣可以更加準確地測量出物體的幾何參數(shù)，進而估計出其他的形態(tài)學參數(shù)（如體長，體高，胸圍，體重等），并且還能連續(xù)監(jiān)測動物的行為，預估出它們的生長模型，從而更加有效地改善動物的生長環(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對象，建議日后研究應多向群體和真實生產(chǎn)條件下深入。且不同