[发明专利]基于机器视觉的猪个体识别与饮水行为分析方法

说明书

本发明公开了基于机器视觉的猪个体识别与饮水行为分析方法。首先是从俯视群养猪视频序列中提取饮水区的猪个体；接着计算猪个体与饮水龙头之间的距离，判断该猪个体是否与饮水龙头接触，如果是则采用改进的广义Hough变换和聚类算法对猪体头部、尾部进行判定；若猪体头部与饮水龙头接触，则提取该猪个体的颜色矩、面积、周长等特征，同时对特征进行数据规格化；然后通过与标准特征库间的欧式距离识别该猪个体；最后根据猪个体与饮水龙头之间的接触时间来判断猪个体是否饮水。该项研究是基于机器视觉技术对饮水区的猪个体进行识别与饮水行为分析，不会对猪个体产生任何干扰，也为进一步探索群养猪中猪个体的其他行为提供了参考。

技术领域

本发明涉及机器视觉、模式识别、动物行为分析等技术，具体涉及一种俯视状态下群养猪监控视频中饮水区的猪个体识别与饮水行为分析方法。

背景技术

利用机器视觉技术监控俯视群养猪的行为可以帮助饲养员去改善猪只福利。监控猪的行为可以以群，还可以以个体形式，而且个体形式更具优势，因为这种方式可以为饲养员提供猪的个体信息，以便有针对性的监控或照顾某只猪个体(Kashiha,M.A.,Bahr,C.,Ott,S.,et al.Automatic monitoring of pig locomotion using imageanalysis.Livestock Science,2014,159,141–148.)。

猪圈中水龙头的位置是固定的，正在饮水的猪个体仅可能有一只，而且通常是标准站立姿势，喝水时往往是不希望被其他同伴打扰的，这些都为准确提取正在饮水的猪个体提供了有利条件(Yizheng Guo,Weixing Zhu,Pengpeng Jiao,et al.Multi-objectextraction from topview group-housed pig images based on adaptivepartitioning and multilevel thresholding segmentation[J].Biosystemsengineering,2015,135(5):54－60.)。

本发明给出一种采用机器视觉技术识别饮水区的猪个体，继而分析猪个体是否饮水的方法，不同于传统的猪个体识别，本方法不会对猪个体产生任何干扰，也为进一步探索群养猪中猪个体的其他行为(如吃食、攻击等行为)提供了参考。

发明内容

本发明提出了一种用机器视觉技术识别饮水区的猪个体，继而分析猪个体是否饮水的方法。通过对视频帧做图像预处理，接着做最大熵值分割，然后对分割结果进行数学形态 学处理，提取了饮水区的猪个体。通过计算猪个体与饮水龙头之间的距离，判断猪个体是否与饮水龙头接触。通过改进的广义Hough变换和聚类算法对猪体头部、尾部进行判定。若猪体头部与饮水龙头接触，通过颜色矩、面积、周长、质心到水龙头的距离、臀部圆形度、长宽比等14维特征表征猪个体的身份，继而通过与标准样本间的欧式距离识别猪个体。最后根据猪个体与饮水龙头之间的接触时间来判断猪个体是否饮水。