CN111369378A - 一种基于计算机视觉识别的生猪监管方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于计算机视觉识别的生猪监管方法及系统，涉及牲畜交易监管领域。具体的，获取通过通道的猪只的第一视频数据，通过计算机视觉技术获取第一视频数据中每帧图像上的猪只位置，得到猪只位置信息；通过追踪算法对猪只位置信息进行处理，得到猪只数量信息；通过实例分割算法对猪只位置信息进行处理，代入猪只体表模型，得到单只猪重量信息；将单只猪的体重数据进行统计处理，得到总重和均重；将第一视频数据、猪只数量信息、单只猪重量信息、均重信息上传至企业平台。本发明能够有效解决人工盘点耗时，人工盘点错误等问题，使得出猪环节更加的公正和透明。
Description
技术领域
本发明涉及牲畜交易监管领域，特别涉及一种基于计算机视觉识别的生猪监管方法及系统。
背景技术
随着生活水平的提高，肉类食品在我国人民的膳食结构中所占的比重越来越大，尤其是猪肉，因此，加强对生猪交易市场的监管尤为重要。
目前，在生猪交易市场中，对猪只的点数与称重需求很强烈，由于生猪是活体，在其运动过程中，人为统计的难度不小，会造成大量的失误，又或是人为点数的行为存在大量的欺骗因素。
对于养殖场来说，也缺乏有效的交易监管，交易生猪的数量和重量录入繁琐，需要多方工作人员核对，如场内技术人员、生猪交易销售人员、财务人员等；且养殖场老板无法实时有效的关注到每个交易细节，使得交易过程中存在大量人为操作。对于收猪企业而言，除了交易生猪的数量和重量录入繁琐之外，对于生猪的数量与重量信息总会产生一些争议，也难以把握，导致人员运营成本高，同时失误也会造成巨大的损失。
因此，需要一套生猪监管系统来实现对生猪交易过程中交易猪只数量、交易猪只重量、交易过程视频的监控。
发明内容
本发明的目的在于：提供了一种基于计算机视觉识别的生猪监管系统，解决了传统生猪交易中，待售猪只停留称重、人工点数、记录、核对的过程统计难度大，监管困难，存在人为欺骗的问题；由于上述问题造成的人员运营成本高，失误导致的意外损失大的问题；以及对于养殖场与收猪企业之间，由于交易过程数据的不透明而导致的信任缺失的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于计算机视觉识别的生猪监管方法：
获取通过通道的猪只的第一视频数据，通过计算机视觉技术获取第一视频数据中每帧图像上的猪只位置，得到猪只位置信息；
通过追踪算法对猪只位置信息进行处理，得到猪只数量信息；
通过实例分割算法对猪只位置信息进行处理，代入猪只体表模型，得到单只猪重量信息；
将单只猪的体重数据进行统计处理，得到总重和均重；
将第一视频数据、猪只数量信息、单只猪重量信息、均重信息上传至企业平台。
进一步地，获取第一视频数据后，对第一视频数据进行预处理，具体包括：
获取第一视频数据中每秒多帧的原始深度图像，利用计算机视觉技术对图像进行处理，得到一次处理图像；
再通过目标检测技术对一次处理图像进行处理，得到猪只的坐标信息。
进一步地，所述第一视频数据通过传感组件获取；所述传感组件包括摄像装置和支撑装置，所述支撑装置上设置有调节旋钮，以适应多样化复杂场景下的摄像装置安装。
进一步地，所述计算机视觉技术采用目标监测算法，包括但不限于SSD算法，或Yolo算法，或Mask-RCNN算法等基于深度学习的目标检测算法。
进一步地，获取单只猪重量信息时，具体包括：
从猪只位置信息中，提取单只猪在通过通道不同姿态下的有效特征，预测单只猪不同姿态下的重量，通过对单只猪不同姿态下的重量进行综合处理，得到单只猪预测体重，即单只猪重量信息。
一种基于计算机视觉识别的生猪监管系，所述监管系统包括：
数据采集模块，用于获取通过通道的猪只的第一视频数据；
目标检测模块，用于获取第一视频数据中每帧图像上的猪只位置，得到猪只位置信息；
点数模块，用于通过追踪算法对猪只位置信息进行处理，得到猪只数量信息；
测重模块，用于通过实例分割算法对猪只位置信息进行处理，代入猪只体表模型，得到单只猪重量信息；将单只猪的体重数据进行统计处理，得到总重和均重；
存储模块，用于对第一视频数据进行存储；
还包括与数据采集模块、目标检测模块、点数模块、测重模块、存储模块电性连接的企业平台。
一种计算机装置，所述装置包括至少一个处理器、存储器和收发器；
其中，所述处理器通过调用所述存储器中存储的可执行程序代码，来运行上述的基于计算机视觉识别的生猪监管方法。
一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在计算机上运行时，使得计算机执行上述的基于计算机视觉识别的生猪监管方法。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明通过对采集的第一视频数据进行目标检测，确定猪只位置信息，再分别通过追踪算法与实例分割算法确定猪只数量信息和猪只重量信息，最终将结果上传至企业平台。使养殖场和收猪企业均与对于本次交易的猪只重量有一个较为准确的了解，替代传统的磅秤批次称重和人工记录，能够有效解决人工盘点耗时，人工盘点错误，信任缺失而导致的资金纠纷等问题，使得出猪环节更加的公正和透明。
2.本发明的生猪监管系统，可提供如下功能：(1)、提供猪只交易数量的实时数据；(2)、对猪只交易数量的实时数据进行数据分析，实时统计结果；(3)、对单只猪进行预测体重；(4)、实时计算当前栏位的猪只均重；(5)、对本次交易全程进行视频录像记录，并可保存后续再查看；(6)、本次交易数据一键上传养殖场端系统，或是收猪企业系统。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是目前养殖场出猪现状图；
图2是本发明的方法框图；
图中，1-通道、2-坡道、3-平台、4-高低桥。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面结合图1、图2对本发明作详细说明。
实施例1
目前，大部分养殖场的出猪台如图1所示，包括依次连接的通道1、坡道2、平台3、高低桥4，其中坡道2具有一定的倾斜角度，待售猪只可通过坡道2由地面的通道1处到达高处的平台3处，再经由高低桥4进入收猪车。
在生猪交易过程中，由于外来运猪车是传播非洲猪瘟的主要原因之一，故采用中转出猪的交易方式。出猪前，场内工作人员将待售猪只从生产区转入中转出猪站，在中转出猪站的规定位置暂存。猪只为单向流动，一旦进入中转出猪站，不能返回生产区。中转出猪站工作人员将出猪站的猪只赶上出猪台，一般经过赶猪通道1、平台3，然后经过高低桥4进入场外等待的收猪车，一旦猪只进入了高低桥4，就不能再返回，必须被收猪车带走。在进入坡道2前，待售猪只会经过人工点数、记录、核对，此过程统计难度大，监管困难，存在人为欺骗因素。
实施例2
针对现有技术的不足，作为一种实施方式，提供了一种基于计算机视觉识别的生猪监管方法及系统。
如图2所示，一种基于计算机视觉识别的生猪监管方法：
获取通过通道的猪只的第一视频数据，通过计算机视觉技术获取第一视频数据中每帧图像上的猪只位置，得到猪只位置信息；
通过追踪算法对猪只位置信息进行处理，得到猪只数量信息；
通过实例分割算法对猪只位置信息进行处理，代入猪只体表模型，得到单只猪重量信息；
将单只猪的体重数据进行统计处理，得到总重和均重；
将第一视频数据、猪只数量信息、单只猪重量信息、均重信息上传至企业平台。
一种基于计算机视觉识别的生猪监管系，所述监管系统包括：
数据采集模块，用于获取通过通道的猪只的第一视频数据；
目标检测模块，用于获取第一视频数据中每帧图像上的猪只位置，得到猪只位置信息；
点数模块，用于通过追踪算法对猪只位置信息进行处理，得到猪只数量信息；
测重模块，用于通过实例分割算法对猪只位置信息进行处理，代入猪只体表模型，得到单只猪重量信息；将单只猪的体重数据进行统计处理，得到总重和均重；
存储模块，用于对第一视频数据进行存储；
还包括与数据采集模块、目标检测模块、点数模块、测重模块、存储模块电性连接的企业平台。
本技术方案，通过对采集的第一视频数据进行目标检测，确定猪只位置信息，再分别通过追踪算法与实例分割算法确定猪只数量信息和猪只重量信息，最终将结果上传至企业平台。目标检测为后续的猪只数量与猪只重量的确定打下基础，追踪算法也是在目标检测的结果的基础上，进一步较为准确的判断猪只数量；单纯的依赖目标检测，无法准确判断猪只总数。
通过上述方法及系统，可开发出PC端使用的软件，可提供如下功能：1、提供猪只交易数量的实时数据；2、对猪只交易数量的实时数据进行数据分析，实时统计结果；3、对单只猪进行预测体重；4、实时计算当前栏位的猪只均重；5、对本次交易全程进行视频录像记录，并可保存后续再查看；6、本次交易数据一键上传养殖场端系统，或是收猪企业系统。
实施例3
本实施例为实施例2的补充说明。
在得到猪只数量信息的过程中，具体的，在利用目标检测算法对第一视频信息进行处理和分析后，再通过追踪算法对出猪通道中通过的猪只进行实时识别和追踪，从而确定通过出猪通道的猪只数量。目标检测主要利用深度神经网络模型，包括但不限于SSD算法，或Yolo算法，或Mask-RCNN算法等主流模型，结合场景自带的信息，能够基本准确检测出所有镜头下的猪只并统计猪只数量。追踪算法基于目标检测的前后目标串联，并结合猪的外观模型、猪群运动规律模型，最终实现追踪猪只运动过程且得到猪只数量信息。
采用本方法并经过反复试验，目前，在猪只有序通过出猪过道的情况下，我们盘点的结果可以达到非常高的准确率，能够有效解决人工盘点耗时，人工盘点错误，信任缺失而导致的资金纠纷等问题。
实施例4
本实施例为实施例2的补充说明。
目前，对猪只称重分为个体称重和群体称重两种。其中，个体称重采用磅秤称重，称重复杂，需要非常大的人力和时间，卖猪方和收猪方都不会进行个体称重。群体称重采用整车称重的方式，得到整车猪只的重量，然后根据猪只的个数，进行计算均重；由于人工计数的过程和均重计算方式的影响，群体称重存在较大误差。
本技术方案，在得到猪只重量信息的过程中，具体的，在利用目标检测算法对第一视频信息进行处理和分析后，提取单只猪的有效特征，最后根据提取到的有效特征，代入猪只体表模型，预测单只猪的重量。对于每一头猪，通过出猪过道时，会采集到不同姿态下的有效特征，最后我们通过对同一头猪不同姿态下的预测体重进行综合处理，从而得到单头猪重量信息，将单只猪的体重数据进行统计处理，得到总重和均重；使猪场人员对于本次交易的猪只重量有一个较为准确的了解，替代传统的磅秤批次称重和人工记录，提高效率，使得出猪环节更加的公正和透明。
实施例5
本实施例为实施例2的补充说明。
获取第一视频数据后，还包括对第一视频数据进行预处理过程，具体包括：
获取第一视频数据中每秒多帧的原始深度图像，利用计算机视觉技术对图像进行处理，得到一次处理图像；
再通过目标检测技术对一次处理图像进行处理，得到猪只的坐标信息。
实施例6
所述第一视频数据通过传感组件获取；所述传感组件包括摄像装置和支撑装置，所述支撑装置上设置有调节旋钮，以适应多样化复杂场景下的摄像装置安装。
传感组件用于采集第一视频数据，是生猪监管系统的运行基础，其中传感组件由摄像装置和支撑装置两部分组成，由于各个养殖场的出猪台形态结构不一，故而固定摄像装置的方式应随着现场情况的变化做出实时调整，而支撑装置上设置的调节旋钮，则起了对支撑装置进行调整的功用；此处所述的调整，可以是竖直高度上的调整，也可以是水平位置的调整，不做局限。调节旋钮的具体结构与调节方式，在现有技术中也多有运用，此处不做赘述。
在实际运用中，摄像装置可采用鱼眼防水摄像头。也可采用其他适宜的摄像头。
实施例7
实施例2～6中所述的通道，不局限于出猪通道，还可用于任何类似的通道，如：猪舍内的转栏通道，用于猪只调栏盘点、测重；猪舍间的转舍通道，进行转舍猪只盘点、测重。
实施例8
一种计算机装置，所述装置包括至少一个处理器、存储器和收发器；
其中，所述处理器通过调用所述存储器中存储的可执行程序代码，来运行实施例2中所述的基于计算机视觉识别的生猪监管方法。
实施例9
一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在计算机上运行时，使得计算机执行实施例2中所述的基于计算机视觉识别的生猪监管方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法，系统和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。
所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(软盘、硬盘、磁带)、光介质(DVD)、或者半导体介质(固态硬盘、SSD)等。
以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种基于计算机视觉识别的生猪监管方法，其特征在于：
获取通过通道的猪只的第一视频数据，通过计算机视觉技术获取第一视频数据中每帧图像上的猪只位置，得到猪只位置信息；
通过追踪算法对猪只位置信息进行处理，得到猪只数量信息；
通过实例分割算法对猪只位置信息进行处理，代入猪只体表模型，得到单只猪重量信息；
将单只猪的体重数据进行统计处理，得到总重和均重；
将第一视频数据、猪只数量信息、单只猪重量信息、均重信息上传至企业平台。
2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉识别的生猪监管方法，其特征在于：获取第一视频数据后，对第一视频数据进行预处理，具体包括：
获取第一视频数据中每秒多帧的原始深度图像，利用计算机视觉技术对图像进行处理，得到一次处理图像；
再通过目标检测技术对一次处理图像进行处理，得到猪只的坐标信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉识别的生猪监管方法，其特征在于：所述第一视频数据通过传感组件获取；所述传感组件包括摄像装置和支撑装置，所述支撑装置上设置有调节旋钮，以适应多样化复杂场景下的摄像装置安装。
4.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉识别的生猪监管方法，其特征在于：所述计算机视觉技术采用目标监测算法，包括SSD算法，或Yolo算法，或Mask-RCNN算法。
5.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉识别的生猪监管方法，其特征在于：获取单只猪重量信息时，具体包括：
从猪只位置信息中，提取单只猪在通过通道不同姿态下的有效特征，预测单只猪不同姿态下的重量，通过对单只猪不同姿态下的重量进行综合处理，得到单只猪预测体重，即单只猪重量信息。
6.一种基于计算机视觉识别的生猪监管系统，其特征在于：所述监管系统包括：
数据采集模块，用于获取通过通道的猪只的第一视频数据；
目标检测模块，用于获取第一视频数据中每帧图像上的猪只位置，得到猪只位置信息；
点数模块，用于通过追踪算法对猪只位置信息进行处理，得到猪只数量信息；
测重模块，用于通过实例分割算法对猪只位置信息进行处理，代入猪只体表模型，得到单只猪重量信息；将单只猪的体重数据进行统计处理，得到总重和均重；
存储模块，用于对第一视频数据进行存储；
还包括与数据采集模块、目标检测模块、点数模块、测重模块、存储模块电性连接的企业平台。
7.一种计算机装置，其特征在于：所述装置包括至少一个处理器、存储器和收发器；
其中，所述处理器通过调用所述存储器中存储的可执行程序代码，来运行如权利要求1-5中任一所述的基于计算机视觉识别的生猪监管方法。
8.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-5中任一所述的基于计算机视觉识别的生猪监管方法。
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