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1、利用计算机视觉技术估测种猪体重,汇报人：杨艳导师：滕光辉 单位：中国农业大学,一、研究意义,现代化养猪，就是采用先进的科学技术，借助一定设施，创造适宜猪营养需要的饲料供应体系，良好的生活环境，卫生条件，配套的健康保健措施等；并且能够达到高生产水平，高劳动效率，高经济效益和优质产品的生产目的，且具有一定规模。但就目前来看，我国的养猪生产水平和科技发展，总体同国外养猪先进国家相比还存在很大差距，如一年提供的商品猪数量和饲料利用效率等。这体现在生产管理、环境条件等各个方面。,有效生产的关键就是通过连续监测来维持最优生长率和饲料转化率。体重则是影响这两个指标的重要因素，体重测量是生产管理中的一项重要环
2、节，它可以为评价动物的营养，生长环境，卫生条件提供重要的依据。在种猪场日常饲养管理中，经常需要对种猪进行定期称重，然后根据体重变化检查饲料是否适当，以便调整日粮以及日后的选种。,传统的测量方法：（1）体重箱（2）电子秤自动喂料系统视频图像方法（一种无接触式的方法）现代计算机和视频技术的发展为猪体尺、体重的测量提供了精确、便捷的方法。利用计算机视觉技术，获取和分析处理视频图像来评估种猪的体尺、估算体重，从而可以监测种猪的生长，也有助于研究猪的行为，为猪舍的环境调控提供依据。,传统方法与视觉方法的对比,计算机视觉技术的优点,可以实时连续地监测家畜的体重，测量其形态参数。有效地显示了家畜生长环境以及
3、它们的行为变化，为环境调控提供依据。帮助饲养者观测家畜的生长率，以便控制饲料，调节营养结构，减少废弃物的排放。有助于根据生长率判断健康状况，有利于日后的选种和育肥以及选择最佳的屠宰时间。饲养者有更多的时间观察家畜的健康和福利。大大了节省了人力物力，提高了生产效益和市场效益。,（1）构造计算机视觉硬件系统,二、研究方法,环境参数采集装置,红外电子耳号装置,（2）图像采集,（3）图像预处理：由于现场条件的限制，图像在拍摄过程中，会受到光照的影响或噪声的干扰，因此需要在处理之前对图片进行预处理，以提高图片的质量。,（4）图像分割：我们在这里选用阈值分割算法来分割图像，选取象素的颜色分量来进行阈值分割
4、的效果较好。颜色分量分析：我们根据图像的红r绿g蓝b三个分量，构建一个图像D，该图像突出背景部分，减小前景部分：,计算阈值：根据直方图选择阈值*二值化图像和后处理,D图像的直方图，根据直方图得到阈值0.0262,采用RGB颜色信息分割效果图,（5）特征提取：根据种猪的饲养管理，我们主要选用了四个主要体尺（体长、体高、投影面积、体宽）作为特征参量。投影面积：计算闭环区域的像素个数体高：计算对象在水平位置投影的白色象素点个数体长：猪区域的主轴的长度体宽：猪背部和主轴垂直的最大宽度,（6）体重的估算：结合人工测量的体重，得出体尺和体重的回归方程式，作为新样本的计算公式。根据猪的种类不同，生长阶段不同
5、，回归公式也不一样，也就是并没有通用的公式。,三、结果与讨论,投影面积与体重的线性相关性：Y=0.0368X-3.9257 R=0.94,W=0.003 x S1.2811 x H0.6121 R=2.8%,误差产生的来源主要有：1）客观条件带来的误差，在用电子秤测量体重时，猪的来回晃动给数据的读取带来一定的误差。2）由于实际条件的限制，图像的分割和处理效果带来的误差。,发展趋势：（1）实验条件（2）硬件设备（3）软件算法,本研究是利用二维参数来测量体重，由于动物的形态特征比较复杂，单纯的二维方法并不能完全反映它们的形态特征，因此力于寻求一种更精确的3D方法。从获取的二维投影图像中提取动物的三维结构信息，这样可以更加准确地测量出物体的几何参数，进而估计出其他的形态学参数（如体长，体高，胸围，体重等），并且还能连续监测动物的行为，预估出它们的生长模型，从而更加有效地改善动物的生长环境，提高生产效益。由于图像分析处理的难度，本研究还只限于处理单个对象，建议日后研究应多向群体和真实生产条件下深入。且不同种类的猪需要不同的算法找出体重和体尺之间的相关性，通过提高软硬件的复杂性和精确度来获取更完美的图片，提高系统的精确度和实用性。,谢谢大家,
