[发明专利]一种高效多尺度的羊正脸检测方法

说明书

本发明提供了一种高效多尺度的羊正脸检测方法，包括：步骤S1，采集包含不同尺度羊只正脸的数据集图像；步骤S2，在羊只正脸的数据集图像中标注羊只面部框及7个面部特征点，获得标注的数据集；步骤S3，将标注的数据集随机划分为训练集、验证集和测试集；步骤S4，将所述的训练集输入到高效面部及特征点检测网络中进行训练，获得训练后的网络模型；步骤S5，将待检测图片及视频关键帧进行预处理后输入训练后的网络模型中，得到羊脸检测结果；步骤S6，根据是否检测到羊只正脸的7个面部特征点且检测框和7个面部特征点是否满足正角度特征关系筛选检测到的羊只正脸。

技术领域

本发明属于畜牧业图像处理技术领域，涉及羊脸识别，具体涉及一种高效 多尺度的羊正脸检测方法。

背景技术

畜牧业是我国的传统产业，也是农业、农村经济的主导产业，其中奶羊和 肉羊养殖是整个农业重要的组成部分，截止2020年我国的羊只存栏量为30655万 只。上世纪80年代，我国从国外引进了工业化养殖业概念，逐步实现了养殖生 产方式的转变。近年来，羊只养殖逐步从以前家庭的小规模养殖转变为在集约 式羊场中的大规模养殖方式，实现了羊只养殖的规模化。

虽然羊场养殖实现了规模化，但也带来了一些问题。目前来看，首先部分 羊场的防疫措施不到位，羊场内疫苗接种混乱，可能会集中爆发传染病。其次 部分羊场存在饲喂方式简单、粗放，营养搭配不合理，不能做到精养精喂，导 致发病率较高等问题。同时，部分羊场繁殖管理混乱，存在近亲繁殖现象，后 代质量受到一定程度影响。为解决上述问题，羊只个体身份识别已经由身体彩 标、烙印等为代表的传统识别方式向佩戴电子射频耳标方式转变，目前大多数 羊场通过耳标进行羊只管理。但是经调查，耳标的使用对羊场的生产依然产生 了许多不良影响。例如，由于耳标消毒不严格或耳标被扯掉易造成羊只耳部感染腐烂，影响羊只健康；大量的使用耳标会造成养殖成本提高；耳标的更换与 耳标信息的采集会耗费大量的人力物力，降低了羊场的经济效益。因此，有必 要开发一种新型能提高羊场经济效益非接触的羊只识别方法。目前，利用深度 学习技术实现羊脸识别是实现羊个体识别的主要方式。然而由于识别过程中的 检测步骤精度和效率低下，从而直接导致后续识别环节效率低。因此本发明旨 在解决羊脸检测环节效率低和精度低的问题。

羊脸检测是羊脸识别的重要前提，羊脸识别首先通过检测步骤提取出羊脸 面部区域，然后对该面部区域进行特征提取与比对来确定羊只个体，因此羊脸 检测是影响识别过程效率和精度的关键步骤；经过实验发现，现有检测方法多 数能检测出羊只侧脸，导致在同一时间内同一只羊出现不同的识别结果，需要 增加额外筛选环节，大大影响羊脸的识别精度和整体识别效率；同时，目前多 数羊场在狭窄通道中布设羊脸识别装置，造成实际检测场景中出现大量不同尺 度的羊脸，而现有方法难以在画面中检测出尺度差别较大的羊脸，也极大影响 了检测及识别效率；因此，目前已有的研究和技术中有以下几点不足：

(1)现有研究中没有一种在羊脸检测步骤中针对羊正脸7个关键特征的专 门检测算法，从而大大影响羊正脸检测的精度与效率。

(2)缺少在实际检测场景条件下的多尺度羊正脸数据集的构建方法。

(3)现有方法的羊脸检测步骤存在检测效率低的问题，难以满足大型羊场 实时检测的需要，部分算法在提高检测效率的情况下不能同时获得较高的检测 精度。

(4)现有方法的羊脸检测步骤没有解决实际场景中多尺度羊脸检测的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种高效多尺度的羊 正脸检测方法，以解决现有技术中的羊脸检测方法的效率和精度有待进一步提 升的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种高效多尺度的羊正脸检测方法，该方法按照以下步骤进行：

步骤S1，采集包含不同尺度羊只正脸的数据集图像；