一种奶牛图像信息收集处理方法及系统技术方案

一种奶牛图像信息收集处理方法及系统，包括如下步骤：获取奶牛的图像信息；分析奶牛的图像信息得到验证段，所述验证段包括身份验证信息和体况信息；通过识别验证段的身份验证信息得到奶牛的身份，通过识别验证段的体况信息得到奶牛的体况。本申请通过将奶牛的图像设置为身份验证和体况识别的双重信息，可以大大降低原始信息的获取难度，也同时取消了诸如加速度器等物理性质的与奶牛直接接触的部件，降低造价的同时还能够提高奶牛本身的舒适程度。

【技术实现步骤摘要】
一种奶牛图像信息收集处理方法及系统
本申请涉及一种奶牛图像信息收集处理方法及系统。
技术介绍
由于牛奶营养全面，是适合长期饮用的饮品，也是现代乳品工业的重要原料。因此作为牛奶的唯一供应方式的奶牛，饲养规模也稳步提升。在大型养殖过程中，如何对于奶牛进行规模化、工业化的养殖成为了非常重要的课题。奶牛干奶期，传统上被定义为从预期产犊前大约60天开始的一段时间，代表着改变奶牛管理和饲养策略以顺利度过过渡期的机会。由于哺乳早期能量摄入与高乳汁能量输出不匹配，这一时期的负能量平衡(NEB)会对健康、生产力和生殖性能产生负面影响。为了预测和预防泌乳早期NEB引起的代谢性疾病，需要在奶牛干奶期实施关键策略，以减少因管理不善而造成的经济效益损失。体况评分(体况评分)是奶牛泌乳期能量摄入管理的常用工具，可间接估计体脂储备量。在产奶前21天之前，奶牛的体况评分开始下降，这表明干奶期的身体状况可以作为预测能量不足导致的免疫问题的指标。现有奶牛智能化健康监测设备包括项圈和奶量监测系统。项圈的主要硬件是牛带压力传感器，需要每头奶牛实时佩戴并记录采食后的反刍行为，该设备有两处不足，其一是长时间佩戴项圈会增加奶牛的应激，另外由于使用方法所限，需要为每一头奶牛佩戴项圈，因此系统的购买成本较高。奶量监测系统需要购入特定的自动化挤奶设备，该系统可以有效监测奶牛泌乳时期的乳房健康状态，但在奶牛干奶期时，该系统不能工作。目前奶牛体况评分方法主要通过人为感官测量，在规模化牧牧场中人为测量奶牛体况评分既耗时又费力，最近国外相继报道了图像识别奶牛体况评分的方法，但是国外方法在实用性方面存在两个缺陷，其一是个体识别问题，国外需要固定摄像头，在固定地点拍摄奶牛背部图像，同时在图像记录处安置射频识别器，通过识别电子耳标编号确定奶牛个体身份；其二是由于固定了摄像头位置，拍摄的奶牛多为移动状态，因此在实际选取图像时存在图像模糊，图像信息记录不稳定的现象，因此需要开发即能够保证图像信息稳定，同时识别奶牛个体的方法。另外一方面就是奶牛的卧床行为也有同样的困扰：卧床设计不合理会严重影响奶牛的休息行为，趴卧时间过少会导致奶牛皮质醇水平改变和心率增加，并可能增加主动淘汰的风险，降低产奶量，降低繁殖效率。目前商用卧床记录器主要有两种：其一是普通的监控摄像头，需要人为观察记录奶牛行为；另一项是利用加速度器记录奶牛的行为轨迹，设备被置于颈部或腿部，需要长期佩戴，给动物带来了持续的应激。由此可见，对于有效的发挥出奶牛的非实体干预性监测的优势对于提高奶牛监测的质量以及效率尤为重要，现有的监测方式或者采用了非实体干预性监测，测定结果不准确；或是采用了其他监测方式，对于奶牛本身的舒适性造成了困扰。
技术实现思路
为了解决上述问题，本申请一方面提出了一种奶牛图像信息收集处理方法，包括如下步骤：获取奶牛的图像信息；分析奶牛的图像信息得到验证段，所述验证段包括身份验证信息和体况信息；通过识别验证段的身份验证信息得到奶牛的身份，通过识别验证段的体况信息得到奶牛的体况。本申请通过将奶牛的图像设置为身份验证和体况识别的双重信息，可以大大降低原始信息的获取难度，也同时取消了诸如加速度器等物理性质的与奶牛直接接触的部件，降低造价的同时还能够提高保证奶牛的舒适程度。优选的，所述身份验证信息为奶牛的背部花纹信息，所述体况信息为以背部花纹为基础得到的衍生信息。优选的，还包括一辅助信息，所述辅助信息用于当验证段无法提供身份验证信息之后的身份辅助验证。优选的，所述辅助信息为牛耳图像信息；所述牛耳图像信息包括第一牛耳信息和第二牛耳信息，所述第一牛耳信息为耳道一侧的图像信息，所述第二牛耳信息为背离耳道一侧的图像信息。本申请在无法进行身份识别的情况之下，多是因为角度过于偏狭所致，而此时通过引入另外一生物特征，可以提高其身份识别的准确率，并且恰好可以利用角度偏狭的缺点，提高识别的效率和可能性。优选的，所述身份验证信息按照如下方式进行识别：通过设置在奶牛顶部的摄像机获取奶牛背后的第一图像用作身份验证信息；身份验证通过之后，得到第一图像的景深作为体况信息用以得出奶牛是站立还是趴卧的体况并记录持续时间。优选的，还包括一预设图像，所述预设图像为所述身份验证信息对应奶牛的趴卧或站立图像，所述第一图像的景深通过与预设图像进行对比得到，如果第一图像与预设图像的相似度达到第一阈值，则将体况识别为与预设图像一致的体况，否则识别为另外一种体况。优选的，还包括一纠偏信息，所述纠偏信息为牛耳图像信息；所述牛耳图像信息包括第一牛耳信息和第二牛耳信息，所述第一牛耳信息为耳道一侧的图像信息，所述第二牛耳信息为背离耳道一侧的图像信息；在第一图像与预设图像的相似度未达到第一阈值时，进行辅助信息判断，还包括一与辅设图像，所述辅设图片为所述身份验证信息对应奶牛的趴卧或站立对应的牛耳部分的图像，所述第一图像的景深通过与辅设图像进行对比得到，如果第一图像牛耳部分的景深与辅设图像的相似度达到第二阈值，则将体况识别为与预设图像一致的体况，否则识别为另外一种体况。本申请不需要接触动物身体，通过奶牛背部花纹进行个体识别和体况评分，具有无应激和高效率的特点，可以利用第一图像的景深信息判断奶牛进入卧床后的行为状态，奶牛站立与奶牛趴卧的深度信息差异较大，模型对信息差较大的二分类识别精度较高，易于判别奶牛的行为状态。优选的，所述体况信息为根据背部花纹信息分析得到的体况评分，所述体况评分按照下列方式进行：获取图像信息以及对应图像的BCS评分：获取奶牛背部的彩色原始图像，所述原始图像包括深度、灰度和相位一致性通道；先将原始图像的深度转化为深度通道，将奶牛背部的彩色的原始图像转换为灰色通道；对深度通道进行转换生成附加通道，并结合相位一致性通道来保留深度图像的频域内的附加边缘信息以得到图像信息；采用CNN-Densenet模型获取图像信息，然后将图像信息进行拟合，拟合过程中引入视觉机制来增强特征通道的贡献，抑制琐碎通道的贡献，所述CNN-Densenet模型的深度设置为24，增长率设置为12。优选的，还包括一体况参考值CPK，其中μ为个体体况评分的均值，σ为标准差，TL为设定的期望下线，TU为设定的期望上线。本申请具有无应激和高效率的特点，通过统计过程控制借助数理统计方法对生产过程进行分析评价，根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆，并采取措施消除其影响，使过程维持在仅受随机性因素影响的状态，以达到控制“质量”的目的。另外一方面，还公开了一种奶牛图像信息收集系统，包括：信息获取模块，用于获取奶牛的图像信息；分析模块，用于通过奶牛的图像信息得到验证段，所述验证段包括身份验证信息和体况信息；身份识别模块，用于通过识别验证段的身份验证信息得到奶牛的身份；体况识别模块，用于通过识别验证段的体况信息得到奶牛的体况。本申请能够带来如下有益效果：1.本申请通过将奶牛的图像设置为身份验证和体况识别的双重信息，可以大大降低原始信息的获取难度，也同时取消了诸如加速度器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种奶牛图像信息收集处理方法，其特征在于：包括如下步骤：/n获取奶牛的图像信息；/n分析奶牛的图像信息得到验证段，所述验证段包括身份验证信息和体况信息；/n通过识别验证段的身份验证信息得到奶牛的身份，通过识别验证段的体况信息得到奶牛的体况。/n

【技术特征摘要】
1.一种奶牛图像信息收集处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
获取奶牛的图像信息；
分析奶牛的图像信息得到验证段，所述验证段包括身份验证信息和体况信息；
通过识别验证段的身份验证信息得到奶牛的身份，通过识别验证段的体况信息得到奶牛的体况。


2.根据权利要求1所述的一种奶牛图像信息收集处理方法，其特征在于：所述身份验证信息为奶牛的背部花纹信息，所述体况信息为以背部花纹为基础得到的衍生信息。


3.根据权利要求2所述的一种奶牛图像信息收集处理方法，其特征在于：还包括一辅助信息，所述辅助信息用于当验证段无法提供身份验证信息之后的身份辅助验证。


4.根据权利要求3所述的一种奶牛图像信息收集处理方法，其特征在于：所述辅助信息为牛耳图像信息；所述牛耳图像信息包括第一牛耳信息和第二牛耳信息，所述第一牛耳信息为耳道一侧的图像信息，所述第二牛耳信息为背离耳道一侧的图像信息。


5.根据权利要求2所述的一种奶牛图像信息收集处理方法，其特征在于：所述身份验证信息按照如下方式进行识别：
通过设置在奶牛顶部的摄像机获取奶牛背后的第一图像用作身份验证信息；
身份验证通过之后，得到第一图像的景深作为体况信息用以得出奶牛是站立还是趴卧的体况并记录持续时间。


6.根据权利要求5所述的一种奶牛图像信息收集处理方法，其特征在于：还包括一预设图像，所述预设图像为所述身份验证信息对应奶牛的趴卧或站立图像，所述第一图像的景深通过与预设图像进行对比得到，如果第一图像与预设图像的相似度达到第一阈值，则将体况识别为与预设图像一致的体况，否则识别为另外一种体况。


7.根据权利要求6所述的一种奶牛图像信息收集处理方法，其特征在于：还包括一纠偏信息，所述纠偏信息为牛耳图像信息；所述牛耳图像信息包括第一牛耳信息和...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙雨坤，戴百生，李洋，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23