[發(fā)明專利]一種奶牛個體身份識別方法和裝置、存儲介質(zhì)

在審

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• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114283366A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴百生;沈維政;張哲;嚴(yán)士超;李洋;孫雨坤;孫佳;張永根;熊本海
• 申請（專利權(quán)）人: 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06V20/40
• 分類號: G06V20/40;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06V10/764
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 程小芳

1.一種奶牛個體身份識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、通過深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對歷史奶牛圖像進(jìn)行深度特征提取，生成特征模板；

步驟S2、獲取待識別的奶牛圖像；

步驟S3、將所述待識別的奶牛圖像與所述特征模板進(jìn)行匹配，以識別奶牛個體身份。

2.如權(quán)利要求1所述的奶牛個體身份識別方法，其特征在于，步驟S1具體為：利用VGG-16網(wǎng)絡(luò)對圖像進(jìn)行深度特征提取計算公式為：

Y(P)＝x∈R^d

其中，P為奶牛圖像，x為奶牛圖像P的特征矩陣，R為實(shí)數(shù)；將P投影到d維特征空間中獲得d維空間中的特征Y(P)；

利用特征提取函數(shù)Y，對數(shù)據(jù)集中奶牛圖像的每個奶牛圖像P進(jìn)行特征提取，得到N個特征向量Y(P)，并將奶牛圖像ID與對應(yīng)的Y(P)存儲在模板特征庫中，生成特征模板。

3.如權(quán)利要求2所述的奶牛個體身份識別方法，其特征在于，VGG-16網(wǎng)絡(luò)由13個卷積層、4個最大池化層、3個完全連接層和1個softmax組成；卷積層采用尺寸為3×3的卷積核和步長為1的過濾器構(gòu)建而成，最大池化層采用尺寸為2×2的池化核和步長為2的過濾器構(gòu)建而成；VGG-16網(wǎng)絡(luò)作為深度特征提取器，在卷積以及最大池化操作后會使用Flatten()函數(shù)將數(shù)據(jù)壓平，得到一個1*n維的特征向量。

4.如權(quán)利要求3所述的奶牛個體身份識別方法，其特征在于，步驟S2具體為：根據(jù)特征提取函數(shù)Y，通過計算d維空間中映射的特征向量之間的相似度，將待識別奶牛圖像I的特征Y(I)與特征模板中的N個特征Y(P)匹配。

5.如權(quán)利要求4所述的奶牛個體身份識別方法，其特征在于，通過歐幾里得距離計算d維空間中映射的特征向量之間的相似度，計算公式為：

其中，I表示待識別的奶牛圖像，P_j表示特征模板中j個奶牛圖像，i表示特征向量的n個維度，I與P_j的特征維度一致，dEu_j則表示待識別奶牛圖像I的深度特征Y(I)與特征模板中的j個深度特征Y(P)匹配得到的相似距離。

6.如權(quán)利要求4所述的奶牛個體身份識別方法，其特征在于，通過余弦相似度計算d維空間中映射的特征向量之間的相似度，計算公式為：

其中，I表示待識別奶牛圖像，P_j表示特征模板中j個奶牛圖像，i表示特征向量的n個維度，I與P_j的特征維度一致，dCos_j則表示待識別奶牛圖像I的深度特征Y(I)與特征模板中的j個深度特征Y(P)匹配得到的余弦相似度。

7.一種奶牛個體身份識別裝置，其特征在于，包括：

提取模塊，用于通過深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對歷史奶牛圖像進(jìn)行深度特征提取，生成特征模板；

獲取模塊，用于獲取待識別的奶牛圖像；

識別模塊，用于將所述待識別的奶牛圖像與所述特征模板進(jìn)行匹配，以識別奶牛個體身份。

8.如權(quán)利要求7所述的奶牛個體身份識別裝置，其特征在于，利用VGG-16網(wǎng)絡(luò)對圖像進(jìn)行深度特征提取；對于新輸入奶牛數(shù)據(jù)，無需再次訓(xùn)練特征提取模塊，避免重復(fù)訓(xùn)練；所述VGG-16網(wǎng)絡(luò)由13個卷積層、4個最大池化層、3個完全連接層和1個softmax組成；卷積層采用尺寸為3×3的卷積核和步長為1的過濾器構(gòu)建而成，最大池化層采用尺寸為2×2的池化核和步長為2的過濾器構(gòu)建而成；VGG-16網(wǎng)絡(luò)作為深度特征提取器，在卷積以及最大池化操作后會使用Flatten()函數(shù)將數(shù)據(jù)壓平，得到一個1*n維的特征向量。

9.如權(quán)利要求7所述的奶牛個體身份識別裝置，其特征在于，識別模塊通過計算多維空間中映射的特征向量之間的相似度，將待識別奶牛圖像的特征與特征模板中的特征進(jìn)行匹配，以識別奶牛個體身份。

10.一種存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)存儲有機(jī)器可執(zhí)執(zhí)行指令促使所述處理器實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的奶牛個體身份識別方法。