牲畜发情检测方法、装置以及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种牲畜发情检测方法、装置以及设备。其中方法包括：采集圈舍内牲畜的视频图像以及叫声音频；基于所述视频图像确定牲畜的动作行为；识别出所述叫声音频的发声类型；根据所述动作行为和所述发声类型，排除干扰情况并确定牲畜的发情状态。本发明专利技术使得发情状态的判断更为准确可靠，并且解决了人工巡检存在的人力投入大、经验要求高的问题，也能够有效控制检测设备的成本，提升发情检测的效率和经济效益。

Estrus detection methods, devices and equipment for livestock

【技术实现步骤摘要】
牲畜发情检测方法、装置以及设备
本专利技术涉及牲畜行为检测与声学处理技术的拓展应用领域，尤其涉及一种基于图像跟踪与声音检测的牲畜发情检测方法、装置以及设备。
技术介绍
雌性牲畜担负着产仔的重任，价值巨大，其对于养殖场的重要性以及社会价值不言而喻。准确掌握牲畜发情情况并进行人工受精能够提高牲畜的年均产仔率，不仅能够增加养殖户的经济收益，并且在当今肉食供给紧张、肉价波动的市场环境下，具有切实的社会意义。传统的检测发情检测手段通常需要专业饲养人员到圈舍中人工检查雌性牲畜状态，此举不仅会导致牲畜反感甚至产生攻击行为，如果操作人员经验不够丰富的话还存在误判等耽误牲畜受精的情形，更重要的是人工巡检方式需投入较大的人力成本，且实际效率不高；虽然近年来也发展出依靠传感技术进行发情检测的相关措施，但检测手段较为单一并且检测所需设备的成本开支也较大。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术考虑到将图像处理以及声学处理融合到农牧业养殖领域之中，具体是通过获取养殖环境的图像信息以及现场音频采集，共同对牲畜的发情状况进行检测。据此，本专利技术提供了一种牲畜发情检测方法、装置以及设备，本专利技术还相应提供了一种计算机可读存储介质以及一种计算机程序产品，通过以上形式，能够大幅降低人工及设备成本，并且检测维度融入声学考察层面，由此可提升检测准确度以及检测效率。关于上述本专利技术采用的技术方案具体如下：第一方面，本专利技术提供了一种牲畜发情检测方法，包括：采集圈舍内牲畜的视频图像以及叫声音频；>基于所述视频图像确定牲畜的动作行为；识别出所述叫声音频的发声类型；根据所述动作行为和所述发声类型，排除干扰情况并确定牲畜的发情状态。在其中一种可能的实现方式中，所述基于所述视频图像确定牲畜的动作行为包括：根据所述视频图像，获取牲畜的位置信息以及运动轨迹；根据所述位置信息以及运动轨迹确定出如下一种或多种所述动作行为：夜间起卧频次、夜间运动量、饮食变化以及异常举动。在其中一种可能的实现方式中，确定所述夜间起卧频次包括：利用夜间时段的所述视频图像中目标牲畜的位置信息，求取所述目标牲畜的身体面积；统计所述身体面积的变化大于或等于预设的面积变化阈值的次数；根据所述次数确定出所述夜间起卧频次；确定所述夜间运动量包括：利用夜间时段的所述视频图像中所有牲畜的位置信息以及运动轨迹，求取所述目标牲畜的累计运动距离以及所有牲畜的平均运动距离；根据所述累计运动距离相对所述平均运动距离的关系，确定出所述夜间运动量；确定所述饮食变化包括：在所述视频图像中对牲畜的头部和食槽进行定位；根据所述位置信息以及运动轨迹，统计牲畜的头部位于食槽上方的持续时间或累计时间；基于所述持续时间或累计时间，与预设的喂食时间阈值的关系，确定出所述饮食变化。在其中一种可能的实现方式中，所述异常举动包括如下一种或多种：跳栏、咬栏、身体颤抖、翘尾以及拱闻其他牲畜；检测所述跳栏包括：对所述视频图像进行牲畜头部以及圈舍围栏定位；根据连续多帧图像中头部与圈舍围栏的位置关系，判断是否发生跳栏举动；检测所述咬栏包括：基于头部位置，对牲畜进行嘴部定位；根据嘴部停留在圈舍围栏的时间以及嘴部与圈舍围栏的相对距离变化，判断是否发生咬栏举动；检测所述身体颤抖包括：在所述视频图像中的牲畜身体上设定参考点；根据参考点的移动频率、幅度以及持续时间，判断是否发生身体颤抖；检测所述翘尾包括：对所述视频图像中的牲畜进行尾部定位；检测若干组相邻帧中尾部位置的曲率变化；结合所述位置信息以及运动轨迹，判断是否发生翘尾；检测所述拱闻其他牲畜包括：对所述视频图像中的牲畜进行特定区域定位；检测目标牲畜的嘴部与其他牲畜的特定区域的间距；根据所述间距与预设的接近阈值以及维持时间阈值的关系，判断是否发生拱闻其他牲畜的举动。在其中一种可能的实现方式中，所述确定牲畜的发情状态包括：根据夜间起卧频次以及夜间运动量，和/或跳栏以及咬栏举动，进行第一轮发情检测；根据饮食变化进行第二轮发情检测；根据身体颤抖、翘尾以及拱闻其他牲畜此三者中的一种或多种举动，进行第三轮发情检测；根据以上三轮检测结果，确定牲畜的发情状态；且在其中一轮或多轮检测中结合所述发声类型进行发情检测。在其中一种可能的实现方式中，所述识别出所述叫声音频的发声类型包括：从所述叫声音频提取声学特征；利用所述声学特征以及预先训练的叫声分类模型，确定出所述发声类型；其中，所述发声类型至少包括：发情叫声和咳喘音。在其中一种可能的实现方式中，所述根据所述动作行为和所述发声类型，排除干扰情况包括：根据所述动作行为以及所述咳喘音，判断牲畜是否处于疾病状态；将所述疾病状态或处于疾病状态的牲畜作为所述干扰情况予以排除。第二方面，本专利技术提供了一种牲畜发情检测装置，包括：音视频采集模块，用于采集圈舍内牲畜的视频图像以及叫声音频；动作行为判定模块，用于基于所述视频图像确定牲畜的动作行为；发声类型判定模块，用于识别出所述叫声音频的发声类型；发情状态确定模块，用于根据所述动作行为和所述发声类型，排除干扰情况并确定牲畜的发情状态。在其中一种可能的实现方式中，所述动作行为判定模块包括：定位跟踪单元，用于根据所述视频图像，获取牲畜的位置信息以及运动轨迹；动作行为确定单元，用于根据所述位置信息以及运动轨迹确定出如下一种或多种所述动作行为：夜间起卧频次、夜间运动量、饮食变化以及异常举动。在其中一种可能的实现方式中，所述动作行为确定单元包括：夜间起卧频次确定子单元，用于确定所述夜间起卧频次，具体包括：身体面积计算组件，用于利用夜间时段的所述视频图像中目标牲畜的位置信息，求取所述目标牲畜的身体面积；面积变化次数统计组件，用于统计所述身体面积的变化大于或等于预设的面积变化阈值的次数；夜间起卧频次确定组件，用于根据所述次数确定出所述夜间起卧频次；夜间运动量确定子单元，用于确定所述夜间运动量，具体包括：运动距离计算组件，用于利用夜间时段的所述视频图像中所有牲畜的位置信息以及运动轨迹，求取所述目标牲畜的累计运动距离以及所有牲畜的平均运动距离；夜间运动量确定组件，用于根据所述累计运动距离相对所述平均运动距离的关系，确定出所述夜间运动量；饮食变化确定子单元，用于确定所述饮食变化，具体包括：第一定位组件，用于在所述视频图像中对牲畜的头部和食槽进行定位；进食时间统计组件，用于根据所述位置信息以及运动轨迹，统计牲畜的头部位于食槽上方的持续时间或累计时间；饮食变化确定组件，用于基于所述持续时间或累计时间，与预设的喂食时间阈值的关系，确定出所述饮食变化。在其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牲畜发情检测方法，其特征在于，包括：/n采集圈舍内牲畜的视频图像以及叫声音频；/n基于所述视频图像确定牲畜的动作行为；/n识别出所述叫声音频的发声类型；/n根据所述动作行为和所述发声类型，排除干扰情况并确定牲畜的发情状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种牲畜发情检测方法，其特征在于，包括：
采集圈舍内牲畜的视频图像以及叫声音频；
基于所述视频图像确定牲畜的动作行为；
识别出所述叫声音频的发声类型；
根据所述动作行为和所述发声类型，排除干扰情况并确定牲畜的发情状态。


2.根据权利要求1所述的牲畜发情检测方法，其特征在于，所述基于所述视频图像确定牲畜的动作行为包括：
根据所述视频图像，获取牲畜的位置信息以及运动轨迹；
根据所述位置信息以及运动轨迹确定出如下一种或多种所述动作行为：夜间起卧频次、夜间运动量、饮食变化以及异常举动。


3.根据权利要求2所述的牲畜发情检测方法，其特征在于，
确定所述夜间起卧频次包括：
利用夜间时段的所述视频图像中目标牲畜的位置信息，求取所述目标牲畜的身体面积；
统计所述身体面积的变化大于或等于预设的面积变化阈值的次数；
根据所述次数确定出所述夜间起卧频次；
确定所述夜间运动量包括：
利用夜间时段的所述视频图像中所有牲畜的位置信息以及运动轨迹，求取所述目标牲畜的累计运动距离以及所有牲畜的平均运动距离；
根据所述累计运动距离相对所述平均运动距离的关系，确定出所述夜间运动量；
确定所述饮食变化包括：
在所述视频图像中对牲畜的头部和食槽进行定位；
根据所述位置信息以及运动轨迹，统计牲畜的头部位于食槽上方的持续时间或累计时间；
基于所述持续时间或累计时间，与预设的喂食时间阈值的关系，确定出所述饮食变化。


4.根据权利要求2所述的牲畜发情检测方法，其特征在于，所述异常举动包括如下一种或多种：跳栏、咬栏、身体颤抖、翘尾以及拱闻其他牲畜；
检测所述跳栏包括：
对所述视频图像进行牲畜头部以及圈舍围栏定位；
根据连续多帧图像中头部与圈舍围栏的位置关系，判断是否发生跳栏举动；
检测所述咬栏包括：
基于头部位置，对牲畜进行嘴部定位；
根据嘴部停留在圈舍围栏的时间以及嘴部与圈舍围栏的相对距离变化，判断是否发生咬栏举动；
检测所述身体颤抖包括：
在所述视频图像中的牲畜身体上设定参考点；
根据参考点的移动频率、幅度以及持续时间，判断是否发生身体颤抖；
检测所述翘尾包括：
对所述视频图像中的牲畜进行尾部定位；
检测若干组相邻帧中尾部位置的曲率变化；
结合所述位置信息以及运动轨迹，判断是否发生翘尾；
检测所述拱闻其他牲畜包括：
对所述视频图像中的牲畜进行特定区域定位；
检测目标牲畜的嘴部与其他牲畜的特定区域的间距；

【专利技术属性】
技术研发人员：闫润强，李旭强，邓柯珀，张强，
申请(专利权)人：洛阳语音云创新研究院，
类型：发明
国别省市：河南;41