[发明专利]一种基于计算机视觉的畜牧业家畜体温监控方法与系统

说明书

本发明涉及计算机视觉技术领域，具体涉及一种基于计算机视觉的畜牧业家畜体温监控方法与系统，该方法包括：分别获取可见光图像和热成像图像；根据所述可见光图像，构建家畜三维模型，并对家畜三维模型进行图像切割，得到家畜头部模型；根据所述家畜头部模型，获取包含家畜眼睛的模型面部图像；获取模型面部图像的纹理信息得到模型纹理图像；将模型面部图像和模型纹理图像进行融合得到面部特征图像；利用神经网络对面部特征图像进行处理得到家畜眼内角点高斯分布图，进而得到眼内角点坐标；根据所述眼内角点坐标以及所述热成像面部图像，确定眼内角点的温度为家畜的体温。本发明能够提高家畜体温检测的效率。

技术领域

本发明涉及视觉测量技术领域，具体涉及一种基于计算机视觉的畜牧业家畜体温监控方法与系统。

背景技术

在畜牧业规模化发展过程中，牲畜的健康尤其重要，直接关系到养殖场是否能够正常发展。牲畜的健康与其体温有着重要关系，所以，在电子技术日新月异的现代社会，跟踪检测牲畜的体温是监测牲畜健康状况的重要手段。

但是，在实际生产中，人工使用传统玻璃水银体温计、红外测温枪等工具对牲畜进行体温检测，由于畜牧数量多、活动能力强，难以进行大批、多次测量并统计其结果数据，以至于对牲畜的体温监控效率低下。此外，在使用红外测温热像仪测量牲畜的体温时，对于超过一定距离的牲畜，难以定位到特殊位置进行体温测量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于计算机视觉的畜牧业家畜体温监控方法，所采用的技术方案具体如下：

分别获取可见光图像和热成像图像，并得到可见光面部图像和热成像面部图像；

根据所述可见光图像，构建家畜三维模型，挑选家畜眼睛处于睁开状态的家畜三维模型进行图像切割，得到家畜头部模型；

根据所述家畜头部模型，获取包含家畜眼睛的模型面部图像；获取模型面部图像的纹理信息得到模型纹理图像；

将可见光面部图像、热成像面部图像、模型面部图像以及模型纹理图像进行融合得到面部特征图像；

利用神经网络对面部特征图像进行处理得到家畜眼内角点高斯分布图，进而得到眼内角点坐标；根据所述眼内角点坐标以及所述热成像面部图像，确定眼内角点的温度为家畜的体温。

优选地，获取模型面部图像的纹理信息得到模型纹理图像具体为：采用灰度共生矩阵对所述模型面部图像进行纹理特征提取，得到纹理特征熵图像，记为模型纹理图像，该模型纹理图像与模型面部图像大小相同。

优选地，神经网络的训练过程具体为：根据可见光图像和热成像图像中的家畜眼内角点坐标进行标注，以标注点为中心生成大小为n×m的家畜眼内角点高斯分布图，得到标签数据；面部特征图像为训练时神经网络的输入，标签数据为训练时神经网络的输出，对网络进行训练，得到训练好的神经网络。

优选地，神经网络的损失函数为：

其中，表示神经网络输出的家畜眼内角在位置处的概率，表示标签数据中家畜眼内角在位置处的概率，N表示家畜内眼角点的高斯分布图的像素数量，家畜内眼角点高斯分布图尺寸大小为n×m，、为超参数。

本发明还提供了一种基于计算机视觉的畜牧业家畜体温监控系统，该系统包括：

图像获取模块，用于分别获取可见光图像和热成像图像，并得到可见光面部图像和热成像面部图像；

模型获取模块，用于根据所述可见光图像，构建家畜三维模型，挑选家畜眼睛处于睁开状态的家畜三维模型进行图像切割，得到家畜头部模型；