[發(fā)明專利]一種奶牛發(fā)情行為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810263803.4
• 申請(qǐng)日: 2018-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN108491807B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高榮華;朱華吉;吳華瑞;李慶學(xué);顧靜秋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/46;G06N3/04;G06Q50/02
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發(fā)明提供一種奶牛發(fā)情行為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，根據(jù)待監(jiān)測(cè)奶牛的原始圖像序列獲得待監(jiān)測(cè)奶牛的光流圖像序列，對(duì)光流圖像序列進(jìn)行特征提取，獲得與光流圖像序列對(duì)應(yīng)的光流特征；從原始圖像序列中檢測(cè)出待監(jiān)測(cè)奶牛，并提取待監(jiān)測(cè)奶牛的邊緣輪廓特征；將光流特征和邊緣輪廓特征輸入預(yù)設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)預(yù)設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出結(jié)果對(duì)待監(jiān)測(cè)奶牛的發(fā)情行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該方法及系統(tǒng)能夠從待監(jiān)測(cè)奶牛的監(jiān)控視頻圖像中準(zhǔn)確識(shí)別待監(jiān)測(cè)奶牛發(fā)情的爬跨行為，從而能夠及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)奶牛的發(fā)情行為，有利于健康奶牛的及時(shí)受孕、產(chǎn)犢并延長泌乳期，提高奶牛養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)避免了由于人工識(shí)別造成的漏檢，一定程度上節(jié)省了奶牛養(yǎng)殖的人力成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種奶牛發(fā)情行為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

奶牛有其自身的生活習(xí)性和行為特點(diǎn)，對(duì)于現(xiàn)代規(guī)模化的使用人工受精的奶牛場，及時(shí)發(fā)現(xiàn)奶牛發(fā)情有利于健康奶牛的及時(shí)受孕、產(chǎn)犢并延長泌乳期，提高奶牛養(yǎng)養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益。

目前規(guī)模化奶牛場發(fā)情鑒定方法包括傳統(tǒng)的外部觀察法、直腸檢查法、以及近年基于物聯(lián)網(wǎng)的計(jì)步器方法和反芻方法。外部觀察法主要取決于發(fā)情母牛的爬跨行為，即進(jìn)入發(fā)情盛期后會(huì)接受其他牛的爬跨，從而判斷奶牛發(fā)情。奶牛發(fā)情活動(dòng)具有一定的規(guī)律性，大多數(shù)發(fā)情集中在傍晚、夜間或凌晨，若想觀測(cè)到90％的發(fā)情牛，必須注重傍晚和凌晨的觀察；因此，對(duì)于規(guī)模化牛場來說，外部觀察法發(fā)情檢出率往往較低，特別是寒冷的冬天。直腸檢查法不僅工作量大，而且要求配種員經(jīng)驗(yàn)豐富。計(jì)步器的方法主要基于奶牛在發(fā)情階段活動(dòng)量急劇增加，其原理主要通過奶牛的活動(dòng)量轉(zhuǎn)化為峰值來確定奶牛的發(fā)情狀況，但在轉(zhuǎn)群或疫苗注射情況下會(huì)造成對(duì)發(fā)情結(jié)果判斷的干擾。反芻方法需要監(jiān)測(cè)奶牛的反芻時(shí)間并設(shè)定反芻時(shí)間閾值，而反芻閾值的設(shè)定具有經(jīng)驗(yàn)性，影響奶牛發(fā)情行為的主觀判斷。

綜上，現(xiàn)有奶牛發(fā)情鑒定方法均難以準(zhǔn)確判斷奶牛的發(fā)情行為，有鑒于此，亟需提供一種奶牛發(fā)情行為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)奶牛發(fā)情行為的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中奶牛發(fā)情鑒定方法均難以準(zhǔn)確判斷奶牛的發(fā)情行為，從而耽誤奶牛配種，以至于影響奶牛養(yǎng)殖的利益的問題，提供一種奶牛發(fā)情行為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

一方面，本發(fā)明提供一種奶牛發(fā)情行為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，包括：

S1，根據(jù)待監(jiān)測(cè)奶牛的原始圖像序列獲得所述待監(jiān)測(cè)奶牛的光流圖像序列，對(duì)所述光流圖像序列進(jìn)行特征提取，獲得與所述光流圖像序列對(duì)應(yīng)的光流特征；

S2，從所述原始圖像序列中檢測(cè)出所述待監(jiān)測(cè)奶牛，并提取所述待監(jiān)測(cè)奶牛的邊緣輪廓特征；

S3，將所述光流特征和所述邊緣輪廓特征輸入預(yù)設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)所述預(yù)設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出結(jié)果對(duì)所述待監(jiān)測(cè)奶牛的發(fā)情行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

優(yōu)選地，步驟S1所述根據(jù)待監(jiān)測(cè)奶牛的原始圖像序列獲得所述待監(jiān)測(cè)奶牛的光流圖像序列進(jìn)一步包括：

利用光流法根據(jù)所述待監(jiān)測(cè)奶牛的原始圖像序列獲得所述待監(jiān)測(cè)奶牛的光流圖像序列。

優(yōu)選地，步驟S1所述對(duì)所述光流圖像序列進(jìn)行特征提取，獲得與所述光流圖像序列對(duì)應(yīng)的光流特征進(jìn)一步包括：

將所述光流圖像序列輸入所述預(yù)設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的卷積層和下采樣層，通過所述卷積層和所述下采樣層對(duì)所述光流圖像序列進(jìn)行特征提取，獲得與所述光流圖像序列對(duì)應(yīng)的光流特征。

優(yōu)選地，所述步驟S2進(jìn)一步包括：

獲取與所述原始圖像序列對(duì)應(yīng)的顯著圖，計(jì)算所述顯著圖的圖像熵，根據(jù)所述圖像熵檢測(cè)出所述待監(jiān)測(cè)奶牛；

利用邊緣檢測(cè)算法提取所述待監(jiān)測(cè)奶牛的邊緣輪廓特征。

優(yōu)選地，所述步驟S3進(jìn)一步包括：