CN111417304A - 饲养场所管理装置和方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施例的饲养场所管理装置包括：拍摄单元，用于拍摄饲养场所；控制单元，用于通过将由拍摄单元获得的图像数据中的行为模式与正常图像数据中的行为模式进行比较来检测饲养场所中的异常迹象；以及通信单元，用于传送异常迹象，其中，控制单元从获得的图像数据中提取包括异常迹象的感兴趣区域，将关于感兴趣区域的信息传送给拍摄单元，从拍摄单元接收通过拍摄感兴趣区域而获得的图像数据，以及从通过拍摄感兴趣区域而获得的图像数据中的行为模式中提取比感兴趣区域窄的异常区域。

Description

饲养场所管理装置和方法
技术领域
本发明涉及饲养场所管理装置及方法。
背景技术
在狭窄的饲养场所内成群饲养的牲畜非常容易受到传染病的传播的侵害。例如，诸如口蹄疫和禽流感等官方指定的传染病是通过空气传播的，因此，一旦发生传染病，预防和阻止这种传染病的社会成本就很高，并且整个社会对食物的焦虑情绪可能会迅速蔓延。当在饲养场所内检测到异常迹象时，重要的是要尽快隔离患病的牲畜，以防止疾病的传播。
为此，已经尝试使用摄像头实时监视饲养场所中的牲畜的状况，并且在检测到异常迹象时将有关异常迹象的信息传送到管理员终端。在这种情况下，可以通过将标识标签附在每只动物上并在由摄像头获得的图像中识别该标识标签来标识患病的牲畜。
但是，这种方法仅适用于诸如牛、山羊和猪等牲畜，而难以应用于体积小且在高密度的场所内饲养的家禽，例如鸡和鸭。
发明内容
[技术问题]
本发明旨在提供一种用于在难以将标识标签附在每只动物的饲养环境中管理饲养场所的装置和方法。
[技术方案]
本发明的一个方面提供了一种饲养场所管理装置，包括：拍摄单元，被配置为通过拍摄饲养场所来生成图像数据；控制器，被配置为通过将由拍摄单元生成的图像数据中的行为模式与正常图像数据中的行为模式进行比较来检测饲养场所中的异常迹象；以及通信器，被配置为传送有关异常迹象的信息，其中，控制器从生成的图像数据中提取包括异常迹象的感兴趣区域，将有关感兴趣区域的信息传送给拍摄单元，接收来自拍摄单元的通过拍摄感兴趣区域而获得的图像数据，以及从感兴趣区域的图像数据中的行为模式中提取比感兴趣区域窄的异常区域。
拍摄单元可以使用关于感兴趣区域的信息来调整拍摄单元的拍摄角度和放大倍率，以拍摄感兴趣区域。
饲养场所管理装置还可以包括：传感器单元，其被配置为感测饲养场所中的异常迹象；以及拍摄单元，当传感器单元感测到异常迹象时，该拍摄单元可以被激活。
饲养场所管理装置还可包括照明控制器，其被配置为调整饲养场所中的照度(illuminance)强度。传感器单元可以包括被配置为感测饲养场所中的声音的声音传感器。当声音传感器感测到异常迹象时，照明控制器可以增加饲养场所中的照度强度，并且拍摄单元可以被激活。
饲养场所管理装置还可包括照明控制器，该照明控制器被配置为调整饲养场所中的照度强度。传感器单元可以包括气味传感器，其被配置为感测饲养场所中的气味。当气味传感器感测到异常迹象时，照明控制器可以增加饲养场所中的照明强度，并且拍摄单元可以被激活。
可以在饲养场所中将多个气味传感器安装成彼此间隔开。关于多个气味传感器中的每一个的位置的信息可以被存储在控制器中。当由多个气味传感器中的一个感测到异常迹象时，控制器可以控制拍摄单元相对于一个气味传感器的附近控制拍摄角度和放大倍率。
拍摄单元可以包括在饲养场所的上部的上部拍摄单元和在饲养场所的侧部的至少一个侧部拍摄单元，并且控制器可以实时地将由上部拍摄单元获得的图像数据与由至少一个侧部拍摄单元获得的图像数据同步。
本发明的另一方面提供了一种饲养场所管理方法，该方法包括由拍摄单元对饲养场所进行拍摄；由控制器通过将由拍摄单元获得的图像数据中的行为模式与正常图像数据中的行为模式进行比较来检测饲养场所中的异常迹象；由通信器将关于异常迹象的信息传送给管理员终端；由控制器从获得的图像数据中提取包括异常迹象的感兴趣区域；由控制器将与感兴趣区域有关的信息传送给拍摄单元；由控制器从拍摄单元接收通过拍摄感兴趣区域而获得的图像数据；以及由控制器从通过拍摄感兴趣区域而获得的图像数据中的行为模式中提取比感兴趣区域窄的异常区域。
拍摄单元可以使用关于感兴趣区域的信息来调整拍摄单元的拍摄角度和放大倍率，以拍摄感兴趣区域。
饲养场所管理方法还可以包括由传感器单元感测饲养场所中的异常迹象，并且包括激活拍摄单元。
饲养场所管理方法还可包括：在感测到饲养场所中的异常迹象后，由照明控制器来增加饲养场所中的照度强度。
传感器单元可以包括在饲养场所中被安装成彼此间隔开的多个气味传感器，并且感测饲养场所中的异常迹象可以包括：当多个气味传感器中的一个感测到饲养场所中的异常迹象时，控制器控制拍摄单元相对于一个气味传感器的附近调整拍摄角度和放大倍率。
[有益效果]
利用根据本发明的实施例的饲养场所管理装置，即使在难以将标识标签附在每只动物的饲养环境中，也可以在短时间内隔离饲养场所中的患病的牲畜。
在根据本发明实施例的饲养场所管理装置中，使用了各种类型的传感器，因此可以在短时间内准确地检测到饲养场所中的异常迹象。
另外，根据本发明的实施例的饲养场所管理装置能够减少功耗。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例的饲养场所管理系统。
图2是根据本发明实施例的饲养场所管理系统的框图。
图3是根据本发明实施例的由饲养场所管理装置执行的饲养场所管理方法的流程图。
图4是提取异常区域的方法的详细流程图，该方法被包括在图3的饲养场所管理方法中。
图5是根据本发明另一实施例的饲养场所管理装置的框图。
图6是根据本发明另一实施例的由饲养场所管理装置执行的饲养场所管理方法的流程图。
图7是根据本发明另一实施例的由饲养场所管理装置执行的饲养场所管理方法的流程图。
图8是根据本发明另一实施例的由饲养场所管理装置执行的饲养场所管理方法的流程图。
具体实施方式
在本发明中可以进行各种改变并且可以实现各种实施例，因此，示例实施例在附图中示出并且在本文中进行描述。然而，应当理解，本发明不限于特定的实施例，而是包括落入本发明的构思和范围内的所有修改、等同形式和替代形式。
包括序数(例如，第二和第一)的术语可用于描述各种组件，但是这些组件不受术语的限制。这些术语仅用于区分一个组件和另一个组件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第二组件可以被称为第一组件，并且类似地，第一组件也可以被称为第二组件。术语“和/或”包括本文所述的多个相关项的组合或多个相关项中的任何一个。
当一个组件被称为“耦合到”或“连接到”另一个组件时，应当理解，该组件可以直接耦合到或连接到另一个组件，但是另一个组件可以插入其间。相反，当一个组件被称为“直接耦合到”或“直接连接到”另一个组件时，应当理解的是，没有组件插入其间。
本申请中使用的术语是仅用于描述特定实施例，并且不意图限制本发明。如本文所使用的，单数形式意图也包括复数形式，除非上下文明确地另有指示。应理解，当在本文中使用时，术语“包括(comprise)”和/或“包括(comprising)”指出所述特征、整数、步骤、操作、要素、组件和/或其组合的存在，但是不排除一个或多个特征、整数、步骤、操作、要素、组件或其组合的存在或添加。
除非另外限定，否则包括技术或科学术语的本文使用的所有术语具有与本发明所属的领域中的普通技术人员通常理解相同的含义。诸如在常用的词典中所限定的术语的术语应该被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将不以理想化的或者过于形式化的意思来解释，除非在本申请中明确地如此限定。
下文中，将参考附图详细描述实施例，但是即使在不同的附图中，相同或相应的组件也被分配有相同的附图标记，并且本文不再赘述。
图1示出了根据本发明实施例的饲养场所管理系统。图2是根据本发明实施例的饲养场所管理系统的框图。
参照图1至图2，根据本发明的实施例的饲养场所管理系统包括饲养场所管理装置100、管理员终端200和空调装置300。
饲养场所10是指用于饲养牲畜的牲畜场。牲畜可以指在牲畜场内成群饲养的各种类型的动物，例如牛和猪，以及诸如鸡和鸭等家禽。
饲养场所管理装置100识别饲养场所10中的环境，并将与该环境有关的信息传送到管理员终端200和空调装置300中的至少一个。为此，饲养场所管理装置100可以通过有线或无线方式与管理员终端200和空调装置300进行通信。这里，尽管将饲养场所管理装置100图示为与管理员终端200和空调装置300进行通信，但是不限于此，并且饲养场所管理装置100与管理员终端200进行通信，且管理员终端200可以与空调装置300进行通信。
管理员终端200可以是管理员的个人计算机(PC)、平板PC、便携式终端等，或者可以是用于管理饲养场所的服务器。当饲养场所管理装置100将关于饲养场所10中的环境的信息传送到管理员终端200时，管理员可以通过输出到管理员终端200等的图像来识别饲养场所10中的环境。例如，当饲养场所管理装置100在饲养场所10中检测到异常情况并将有关异常情况的信息传送到管理员终端200时，管理员可以通过输出到管理员终端200的图像来识别在饲养场所10中发生的异常情况并在初始阶段对异常情况作出响应。在此，异常情况可以例如是指出现患病的牲畜、牲畜怀孕、饲养场所10的异常温度等。
空调装置300是控制饲养场所10的温度的装置。当饲养场所管理装置100检测到饲养场所10中的异常温度并将其信息传送到管理员终端200时，管理员可以通过输出到管理员终端200的图像来识别饲养场所10中的异常温度，并控制空调装置300以使饲养场所10中的温度正常化。或者，当饲养场所管理装置100检测到饲养场所10中的异常温度并将关于异常温度的信息直接传送到空调装置300时，空调装置300可以直接使饲养场所10中的温度正常化。例如，当饲养场所10中的温度低于或高于适合于牲畜的温度时，牲畜的移动往往很慢。因此，饲养场所管理装置100、管理者终端200或空调装置300可以检测到饲养场所10中的异常温度并且使饲养场所10中的温度正常化。
饲养场所管理装置100包括拍摄单元110、控制器120和通信器130。拍摄单元110拍摄饲养场所10。可以安装多个拍摄单元110。例如，拍摄单元110可以包括设置在饲养场所10的顶部上的上部拍摄单元112和设置在饲养场所10的侧部的至少一个侧部拍摄单元114。上部拍摄单元112和至少一个侧部拍摄单元114中的每一个可以是互联网协议(IP)摄像头，该互联网协议(IP)摄像头能够通过建立有线或无线通信来实时传送图像数据。上部拍摄单元112和至少一个侧部拍摄单元114中的至少一个可以包括具有宽视角的鱼眼透镜或广角透镜。因此，可以由拍摄单元110来拍摄饲养场所10的整个内部空间。
拍摄单元110可以获得包括多个对象的图像。在本发明的实施例中，多个对象可以指在饲养场所中饲养的家禽。拍摄单元110可以使用包括多个对象的图像来生成图像数据。一条图像数据可以指单个帧。拍摄单元110可以使用顺序获得的图像来生成多条图像数据。
拍摄单元110可以是图像传感器，该图像传感器使用互补金属氧化物半导体(CMOS)模块或电荷耦合器件(CCD)模块来拍摄对象。在这种情况下，输入图像数据帧通过透镜被提供给拍摄单元110中的CMOS模块或CCD模块，并且CMOS模块或CCD模块将对象的穿过透镜的光信号转换成电信号(图像数据)并输出电信号(图像数据)。
拍摄单元110可以包括具有宽视角的鱼眼透镜或广角透镜。因此，可以由一个拍摄单元110来拍摄饲养场所10的整个内部空间。
替代地，拍摄单元110可以是深度摄像头。拍摄单元110可以由各种深度识别方法中的任何一种来驱动，并且由拍摄单元110获得的图像可以包括深度信息。拍摄单元110可以是例如Kinect传感器。Kinect传感器是一种结构化的光投影型深度摄像头，并且可以通过使用投影仪或激光器投影限定的图案图像数据并通过摄像头获得图案投影的图像数据来获得场景的三维(3D)信息。Kinect传感器包括使用红外激光器发射图案的红外发射器，以及获得红外图像数据的红外摄像头。像一般的网络摄像头那样运行的RGB摄像头被放置在红外发射器和红外摄像头之间。Kinect传感器还可以包括云台部分(pan-tilt part)，用于调整麦克风的布置和摄像头的角度。
Kinect传感器的基本原理是，当红外发射器发射的激光图案被投射到对象上并从对象反射时，使用激光图案被反射到的点处的图案的位置和尺寸来计算到对象表面的距离。根据该原理，拍摄单元110可以向牲畜场的内部空间发射激光图案，并且感测从每个对象反射的激光图案以生成包括每个对象的深度信息的图像数据。
控制器120通过将由拍摄单元110获得的图像数据中的对象的行为模式与拍摄单元110获得的正常图像数据中的对象的行为模式进行比较，来检测(或识别)饲养场所10中的异常迹象。这里，正常图像数据是指通过在相同条件下预先拍摄正常状况的饲养场所而获得的图像数据，并且正常状况的饲养场所是指没有患病的牲畜的饲养场所。为此，可以预先利用正常图像数据中的动物行为模式来训练控制器120，并且控制器120通过将获得的图像数据的对象的行为模式与训练的动物行为模式进行比较来检测异常迹象。这里，行为模式可包括运动频率、运动速度、运动范围、眨眼频率、咳嗽频率等。即，控制器120可以通过深度学习技术来检测异常迹象。
控制器120可以通过检测图像数据中的运动来识别对象的行为模式。
例如，控制器120可以使用单条图像数据或多条连续图像数据来检测分布图中的特定点处的移动或特定对象或特定像素的移动。
可替代地，控制器120可以使用密集光流方法来检测移动对象的运动。控制器120可以通过计算每个像素的运动矢量来检测图像数据中的每个像素的运动。在密集光流方法的情况下，计算所有像素的运动矢量，因此检测准确性被提高，但是计算量相对增加。因此，密集光流法适用于需要高检测准确性的特定区域，例如怀疑有异常情况发生的饲养场所或动物数量非常多的饲养场所。
可替代地，控制器120可以使用稀疏光流方法来检测移动对象的运动。控制器120可以通过仅计算图像数据的一些像素(例如，边缘，其运动易于跟踪)的运动矢量来检测运动。当使用稀疏光流方法时，计算量减少，但是只能获得有限数量的像素的结果。因此，稀疏光流法适用于对象数量小的饲养场所或对象不会过多地出现的特定区域。
可替代地，控制器120可以通过块匹配来检测移动对象的运动。控制器120可以通过将图像数据划分成相等或不等的区域并计算区域的运动矢量来检测运动。在块匹配中，计算每个区域的运动矢量并因此计算量减少，但是计算每个区域的运动矢量的结果并因此检测准确性可能相对较低。因此，块匹配可以应用于对象数量小的饲养场所或对象不会过多地出现的特定区域。
可替代地，控制器120可以使用连续帧差方法来检测移动对象的运动。控制器120可以通过以像素为单位比较连续图像数据帧并计算图像数据帧之间的差来检测运动。因为在连续帧差方法中，使用帧之间的差来检测运动，所以计算的总量减少，但是检测笨重的对象或过多地出现的对象的准确性可能相对较低。另外，利用连续帧差方法，不可能在背景图像数据和移动对象之间进行区分，因此准确性可能相对较低。因此，连续帧差方法可以应用于对象数量小的饲养场所或对象不会过多地出现的特定区域。
可替代地，控制器120可以通过背景减除法来检测移动对象的运动。控制器120可以通过在最初学习背景图像数据的状态下以像素为单位比较连续图像数据帧并计算图像数据帧之间的差来检测运动。在背景减除法中，背景图像数据是预先学习的，因此可以与非移动对象区分开。因此，需要对背景图像数据进行滤波的单独过程，因此计算量增加，但是准确性提高。因此，背景减除法可以应用于需要非常高的检测准确性的特定区域，例如怀疑有异常情况发生的饲养场所或动物数量非常多的饲养场所。背景图像数据可以在背景减除法中连续地更新。
控制器120可以根据饲养场所中的环境和外部设置，使用适当的方法来检测分布图中的运动。
更具体地，控制器120从由拍摄单元110获得的图像数据中提取包括异常迹象的感兴趣区域，并且根据感兴趣区域中的行为模式来提取小于感兴趣区域的异常迹象的区域。
例如，控制器120可以根据获得的图像数据中的行为模式与正常图像数据中的行为模式之间的相似度来识别异常迹象的级别(level)，并将感兴趣区域划分为第一感兴趣区域、第二感兴趣区域以及第三感兴趣区域。在本发明的实施例中，第一感兴趣区域是获得的图像数据中的行为模式与正常图像数据中的行为模式之间的相似度最低的区域，并且可以指被确定为具有最高级别的异常迹象的区域。第三感兴趣区域是获得的图像数据中的行为模式与正常图像数据中的行为模式之间的相似度最高的区域，并且可以指被确定为具有最低级别的异常迹象的区域。第二感兴趣区域是异常迹象的级别是第一感兴趣区域的级别与第三感兴趣区域的级别之间的中值的区域。
控制器120可以根据检测的运动矢量来计算区域的运动矢量的总和，并且将区域的运动矢量的总和与预定阈值进行比较，以将感兴趣区域划分为第一感兴趣区域、第二感兴趣区域以及第三感兴趣区域。控制器120可以例如为运动矢量的总和设置第一阈值和第二阈值。第一阈值可以大于第二阈值。当特定区域的运动矢量的总和大于第一阈值时，控制器120可以将该区域分类为第三感兴趣区域，当特定区域的运动矢量的总和小于第二阈值时，控制器120可以将该区域分类为第一感兴趣区域，并且当特定区域的运动矢量的总和是第一阈值和第二阈值之间的值时，控制器120可以将该区域分类为第二感兴趣区域。即，控制器120可以将检测到快速运动的区域分类为具有低级别异常迹象的区域，并将未检测到运动的区域分类为具有高级别异常迹象的区域。
在这种情况下，控制器120可以实时地使由上部拍摄单元112获得的图像数据和由至少一个侧部拍摄单元114获得的图像数据彼此同步。因此，可以更快速且更准确地检测到饲养场所10中的异常迹象。
控制器120可以根据第一感兴趣区域、第二感兴趣区域和第三感兴趣区域来控制拍摄单元110不同地设置感兴趣区域的定向和放大倍率。例如，控制器120可以将放大倍率设置为高，使得被确定为具有最高级别的异常迹象的第一感兴趣区域可以比被确定为具有相对低级别的异常迹象的第二感兴趣区域更精确地被拍摄。另外，控制器120可以设置拍摄单元110的角度，使得被确定为具有最高级别异常迹象的第一感兴趣区域可以比被确定为具有相对低级别的异常迹象的第二感兴趣区域更精确地被拍摄。
在这种情况下，控制器120可以控制拍摄单元110的云台部分以控制拍摄单元110的角度。云台部分可以驱动两个马达，例如，平移马达(pan motor)(水平方向)和倾斜马达(垂直方向)以控制要由拍摄单元110拍摄的区域。云台部分可以在控制器120的控制下，调整拍摄单元110的定向以拍摄感兴趣区域。另外，云台部分可以在控制器120的控制下调整拍摄单元110的定向以跟踪特定对象。
当控制器120检测到饲养场所10中异常迹象时，通信器130将与异常迹象有关的信息传送给管理员终端200。这里，通信器130可以通过有线或无线的方式将与异常迹象有关的信息传送给管理员终端200。
通信器130可以与管理员终端200建立数据通信。例如，通信器130可以使用广域通信技术建立数据通信，广域通信技术例如是无线局域网(LAN)(WLAN)、Wi-Fi、无线宽带(WiBro)、全球微波接入互操作性(WiMAX)、高速下行链路分组(HSDPA)、IEEE 802.16、长期演进(LTE)或无线移动宽带服务(WMBS)。
可替代地，通信器130可以包括蓝牙、射频识别(RFID)、红外数据协会(IrDA)、超宽带(UWB)、ZigBee或近场通信(NFC)。可替代地，可以使用有线通信技术建来立数据通信，有线通信技术例如是诸如USB通信等短程通信技术、以太网、串行通信或光缆/同轴电缆。
通过通信器130传送的数据可以是由编码器编码的压缩数据。
显示器可以包括液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD)、有机发光二极管(OLED)、柔性显示器、三维显示(3D)显示器和电子墨水显示器中的至少一个。
显示器140可以显示其中显示了由控制器120检测到的感兴趣区域或异常区域的图像数据。
显示器140可以将由拍摄单元110获得的原始图像数据输出到屏幕。
显示器140可以将各种用户界面或图形用户界面输出到屏幕。
用户接口单元150生成用于控制饲养场所管理装置100的操作的输入数据。用户接口单元150可以包括小键盘、圆顶开关、触摸板、滚轮、滚轮开关(jog switch)等。当显示器140和触摸板一起形成层结构以制成触摸屏时，显示器140可以用作输入装置以及输出装置。
用户接口150可以接收用于操作饲养场所管理装置100的各种命令。
编码器160将由拍摄单元110获得的原始图像数据或由控制器120等处理的图像数据编码为数字信号。例如，编码器160可以根据例如H.264、H.265、活动图像专家组(MPEG)或运动联合图像专家组(M-JPEG)等标准对图像数据进行编码。
数据库170(未示出)包括以下各项中的至少一个存储介质：闪存类型数据库、硬盘类型数据库、多媒体卡微型类型数据库、卡类型存储器(例如SD或XD存储器)、磁性存储器、磁盘、光盘、随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程只读存储器(EPMROM)和可编程ROM(PROM)。饲养场所管理装置100可以操作在互联网上执行数据库170的存储功能的网络存储装置，或者可以与网络存储装置一起操作。
数据库170可以存储由拍摄单元110获得的图像数据，并且可以存储先前在特定时间段内获得的图像数据。
另外，数据库170可以存储操作饲养场所管理装置100所需的数据、程序等。
此外，数据库170可以存储各种用户界面(UI)或图形用户界面(GUI)。
根据本发明实施例的饲养场所管理装置100可以被实现为单个模块或多个模块。例如，拍摄单元110、控制器120、通信器130、显示器140、用户接口单元150、编码器160和数据库170可以一起被包括在一个模块中，或者可以被安装在饲养场所10的上部。可替代地，上部拍摄单元112、控制器120、通信器130、显示器140、用户接口单元150、编码器160和数据库170可以一起被包括在一个模块中，并且被安装在饲养场所10的上部。至少一个侧部拍摄单元114可以被安装在饲养场所10的侧部，以将获得的图像数据实时传送到控制器120。
可替代地，拍摄单元110、通信器130、显示器140、用户接口单元150、编码器160和数据库170可以一起被包括在一个模块中，并且控制器120可以被包括在外部，例如，管理员终端200或服务器处。在这种情况下，拍摄单元110可以获得饲养场所10内部的图像数据，通信器130可以将图像数据传送到安装在外部的控制器，并且控制器120可以检测饲养场所10中的异常迹象。
图3是根据本发明实施例的由饲养场所管理装置执行的饲养场所管理方法的流程图。图4是提取异常区域的方法的详细流程图，该方法被包括在图3的饲养场所管理方法中。
参照图3，拍摄单元110拍摄饲养场所10的内部(S302)。饲养场所10的内部可以由在饲养场所10的上部的上部拍摄单元112和在饲养场所10的侧部的至少一个侧部拍摄单元114拍摄。
当拍摄单元110将通过拍摄饲养场所10的内部而获得的图像数据传送到控制器120时(S304)，控制器120将图像数据中的行为模式与正常图像数据中的行为模式进行比较(S306)，并且检测异常迹象(S308)。例如，当诸如鸡或鸭等家禽感染禽流感时，其运动频率可显著地降低。因此，当检测到显示出运动频率低于正常图像数据中的运动频率的区域时，控制器120可以将较低的运动频率检测为异常迹象。
当控制器120检测到异常迹象时，控制器120向通信器130传送第一警报消息(S310)，通信器130向管理员终端200传送第一警报消息(S312)，并且管理员终端200将第一警报消息输出到屏幕(S314)。当管理员终端200将第一警报消息输出到屏幕时，管理员可以识别出在饲养场所10中已经出现异常迹象。
拍摄单元110连续拍摄饲养场所10的内部，并将获得的图像数据传送到控制器120(S316)。控制器120从获得的图像数据中提取异常区域(S318)，(该获得的图像数据是从拍摄单元110接收的)，将第二警报消息传送到通信器130(S320)，通信器130将第二警报消息传送到管理员终端200(S322)，并且管理员终端200将第二警报消息输出到屏幕(S324)。第二警报消息可以包括关于异常区域的特定位置的信息。当管理员终端200将第二警报消息输出到屏幕时，管理员可以识别出异常迹象已经出现的饲养场所10的异常区域，因此可以迅速隔离生病的动物。这里，关于异常区域的特定位置的信息可以是根据图像数据中的异常区域的坐标来校准饲养场所10中的异常区域的实际位置的结果。
更具体地，参考图4，当控制器120在由拍摄单元110获得的图像数据中检测到异常迹象时(S400)(即，图3的S308中)，控制器120从获得的图像数据中提取感兴趣区域(S402)。这里，感兴趣区域是指包括异常迹象的区域。感兴趣区域可以比检测到异常迹象的区域宽。例如，感兴趣区域可以是包括运动频率非常低的区域的区域。
接下来，控制器120将关于感兴趣区域的信息传送到拍摄单元110(S404)。这里，关于感兴趣区域的信息可以包括关于饲养场所10中的坐标的信息。
因此，拍摄单元110调整角度和放大倍率以面向感兴趣区域(S406)并拍摄感兴趣区域(S408)。如上所述，当拍摄单元110通过调整角度和放大倍率以面向感兴趣区域来拍摄感兴趣区域时，可以更精确地拍摄感兴趣区域。
当拍摄单元110将通过拍摄感兴趣区域而获得的图像数据传送到控制器120时(S410)，控制器120从感兴趣区域中的行为模式中提取比感兴趣区域小的异常区域(S412)。在这种情况下，类似于操作S400，可以通过将感兴趣区域中的行为模式与正常图像数据中的行为模式进行比较来提取异常区域。在这种情况下，操作S404至S412可以重复执行几次。因此，异常区域的范围可以逐渐减小，从而即使在不能将标识标签附在每只动物的饲养环境中管理员也能够更快地提取患病的牲畜。
如上所述，根据本发明的实施例，可以在逐渐减小饲养场所10中检测到异常迹象的区域的范围的同时提取患病牲畜的位置。因此，即使当患病的牲畜在初始成像阶段中移动时，例如，在操作S400中检测到异常迹象之后，患病的牲畜也很可能位于感兴趣区域中，因此其准确位置可以被逐步跟踪。
图5是根据本发明另一实施例的饲养场所管理装置的框图。
参照图5，饲养场所管理装置100包括拍摄单元110、控制器120、通信器130、传感器单元140、照明控制器150和警告声音输出器160。
拍摄单元110、控制器120和通信器130的与上面参考图1至图4描述的那些相同的部分在这里不再赘述。
传感器单元140预先感测饲养场所10中的异常迹象。这里，除了感测图像数据的拍摄单元110之外，传感器单元140可以包括能够感测饲养场所10中的异常迹象的各种类型的传感器。例如，传感器单元140可以包括气味传感器142、声音传感器144、热传感器146等。例如，患病牲畜的粪便的气味可能与健康牲畜的粪便的气味不同。因此，当气味传感器142感测到特定的气味时，可以预料到在饲养场所10中存在患病的牲畜。作为另一示例，患病动物例如患有禽流感的鸡可能会咳嗽。因此，当声音传感器144感测到咳嗽声时，可以预料到在饲养场所10中存在患病的牲畜。作为另一示例，患病的牲畜具有高温。因此，当热传感器146感测到热时，可以预料到在饲养场所10中存在患病的牲畜。
这样，当饲养场所管理装置100还包括传感器单元140时，消耗大量功率的拍摄单元110不需要连续地运行，因此可以在正常时间停用拍摄单元110并且仅当感测到异常迹象时才由传感器单元140激活拍摄单元110。
照明控制器150可以感测或控制饲养场所10中的照度强度。例如，可以将饲养场所10中的照度强度设置为低，或者可以关闭照明，以使得牲畜可以在晚上的时间期间睡觉。当饲养场所10中的照度强度未保持在特定水平或更高时，拍摄单元110可能无法获得用于比较行为模式的有效图像数据。患病牲畜在夜间可能会出现严重的咳嗽或高温。因此，可以将照度强度设置为低，或者可以在夜间关闭照明，并且当声音传感器142感测到异常迹象时，可以增加照度强度或者可以打开照明并且拍摄单元110可以被激活。
当检测到异常迹象时，警告声音输出器160输出警告声音。因此，即使当管理员尚未检查管理员终端200时，管理员也能够听到警告声音并快速响应异常迹象。
这里，拍摄单元110、控制器120、通信器130、传感器单元140、照明控制器150和警告声音输出器160可以一起被实现为一个集成模块。可替代地，除了拍摄单元110的一些拍摄单元和感测单元140的一些感测单元之外，拍摄单元110和传感器单元140的组件可以一起被实现为一个集成模块，并且安装在集成模块外部的拍摄单元和感测单元装置可以实现为与集成模块通信。
将参考流程图更详细地描述根据本发明的另一实施例的由饲养场所管理装置执行的饲养场所管理方法。
图6是根据本发明另一实施例的由饲养场所管理装置执行的饲养场所管理方法的流程图。下面将以拍摄单元在正常时间被停用的情况为例进行说明。
参照图6，传感器单元140感测饲养场所10中的异常迹象(S600)。例如，气味传感器142可以感测患病牲畜的粪便的气味，声音传感器144可以感测患病牲畜的咳嗽声，或者热传感器146可以感测患病牲畜的高温。
当传感器单元140将感测到的异常迹象通知给控制器120时(S602)，控制器120激活拍摄单元110(S604)。在这种情况下，控制器120可以通过通信器130预先向管理员终端200通知传感器单元140已经感测到异常迹象。
之后，拍摄单元110拍摄饲养场所10的内部(S606)。饲养场所10的内部可以由在饲养场所10的上部的上部拍摄单元112和在饲养场所10的侧部的至少一个侧部拍摄单元114拍摄。
当拍摄单元110将通过拍摄饲养场所10的内部而获得的图像数据传送到控制器120时(S608)，控制器120将图像数据中的行为模式与正常图像数据中的行为模式进行比较(S306)，并且检测异常迹象(S610)。检测异常迹象的方法可以与以上参考图3至图4描述的方法基本相同。
当控制器120检测到异常迹象时，控制器120将警报消息传送到通信器130(S612)，并且通信器130将警报消息传送到管理员终端200(S614)。另外，控制器120可以将警报消息传送到警告声音输出器160(S616)，并且警告声音输出器160可以输出警告声音(S618)。
此后，以上参考图4描述的方法可以应用于在检测到异常迹象后从感兴趣区域提取异常区域的方法。
图7是根据本发明另一实施例的由饲养场所管理装置执行的饲养场所管理方法的流程图。假定在夜间停用照相单元并关闭照明。
参照图7，声音传感器144感测饲养场所10中的异常迹象(S700)。例如，声音传感器144可以感测患病的牲畜的咳嗽声。
当声音传感器144将感测到的异常迹象通知给控制器120时(S702)，控制器120激活拍摄单元110(S704)并激活照明控制器150(S706)。在这种情况下，控制器120可以通过通信器130预先向管理员终端200通知声音传感器144已经感测到异常迹象。
此后，照明控制器150打开照明(S708)，并且拍摄单元110拍摄饲养场所10的内部(S710)。饲养场所10的内部可以由饲养场所10的上部的上部拍摄单元112和饲养场所10的侧部的至少一个侧部拍摄单元114拍摄。
当拍摄单元110将通过拍摄饲养场所10的内部而获得的图像数据传送到控制器120时(S712)，控制器120通过将图像数据中的行为模式与正常图像数据中的行为模式进行比较来检测异常迹象(S714)。检测异常迹象的方法、提取感兴趣区域和异常区域的方法等可以与以上参照图3和图4描述的方法基本相同。
图7的实施例的流程图可以应用于气味传感器和热传感器以及声音传感器。即，在拍摄单元在夜间被停用并且照明被关闭的同时气味传感器或热传感器感测到异常迹象时，可以打开照明并且可以激活拍摄单元110以获得图像数据。
图8是根据本发明另一实施例的由饲养场所管理装置执行的饲养场所管理方法的流程图。这里，假设在饲养场所10中将多个气味传感器布置成彼此间隔开，并且关于气味传感器的位置的信息被存储在控制器120中。例如，气味传感器可以被设置在饲养场所10的底部的每个拐角处。
参照图8，在第一气味传感器和第二气味传感器之中的第一气味传感器感测到饲养场所10中的异常迹象的情况下(S800)，当控制器120被通知第一气味传感器感测到异常迹象时(S802)，控制器120指示拍摄单元110相对于第一气味传感器的附近调整拍摄角度和放大倍率(S804)。因此，在拍摄单元110调整拍摄角度和放大倍率后(S806)，拍摄单元110拍摄饲养场所10的内部(S808)。
当拍摄单元110将通过拍摄饲养场所10的内部而获得的图像数据传送到控制器120时(S810)，控制器120通过将图像数据中的行为模式与正常图像数据中的行为模式进行比较来检测异常迹象(S812)。检测异常迹象的方法、提取感兴趣区域和异常区域的方法等可以与以上参照图3和图4描述的方法基本相同。
如上所述，当在传感器单元预先感测到异常迹象之后获得图像数据时，不需要连续运行拍摄单元，从而降低功耗。尽管上面已经参考图5至图8描述了传感器单元140(例如，气味传感器142、声音传感器144或热传感器146)感测异常迹象并将异常迹象通知给控制器120，但是本发明的实施例不限于此。例如，传感器单元140可以仅感测饲养场所10中的环境，并且将与该环境有关的信息传送到控制器120，并且控制器120可以确定传感器单元140感测的饲养场所10中的环境中是否存在异常迹象。例如，气味传感器142可以感测饲养场所10中的气味并将关于气味的信息传送到控制器120，并且控制器120可以通过将从气味传感器142接收的信息与先前输入的关于正常状态下的气味的信息进行比较来识别异常迹象。可替代地，声音传感器144可以感测饲养场所10中的声音并且将关于声音的信息传送到控制器120，控制器120可以通过将从声音传感器144接收的信息与先前输入的关于正常状态下的声音的信息进行比较来识别异常迹象。可替代地，热传感器146可以感测饲养场所10中的热分布，并且将与该热分布有关的信息发送到控制器120，控制器120可以通过将从热传感器146接收到的信息和先前输入的关于正常状态下的热分布的信息进行比较来识别异常迹象。
尽管以上已经针对本发明的示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应理解，可以在不脱离由所附权利要求限定的本发明的技术概念和范围的情况下进行各种改变和修改。

Claims (15)

1.一种饲养场所管理装置，包括：
拍摄单元，其被配置为通过拍摄饲养场所来生成图像数据；
控制器，其被配置为通过将由拍摄单元生成的图像数据中的行为模式与正常图像数据中的行为模式进行比较来检测饲养场所中的异常迹象；以及
通信器，其被配置为传送关于异常迹象的信息，
其中，所述控制器从生成的图像数据中提取包括异常迹象的感兴趣区域，将关于感兴趣区域的信息传送给拍摄单元，从拍摄单元接收通过拍摄感兴趣区域而获得的图像数据，以及从感兴趣区域的图像数据中的行为模式中提取比感兴趣区域窄的异常区域。
2.根据权利要求1所述的饲养场所管理装置，其中，所述拍摄单元使用关于感兴趣区域的信息来调整拍摄单元的拍摄角度和放大倍率，以拍摄感兴趣区域。
3.根据权利要求2所述的饲养场所管理装置，还包括传感器单元，其被配置为感测饲养场所中的异常迹象，
其中，当传感器单元感测到异常迹象时，拍摄单元被激活。
4.根据权利要求3所述的饲养场所管理装置，还包括照明控制器，其被配置为调整饲养场所中的照度强度，
其中，所述传感器单元包括声音传感器，其被配置为感测饲养场所中的声音，以及
当声音传感器感测到异常迹象时，照明控制器增加饲养场所中的照度强度，并且拍摄单元被激活。
5.根据权利要求3所述的饲养场所管理装置，还包括照明控制器，其被配置为调整饲养场所中的照度强度，
其中，所述传感器单元包括气味传感器，其被配置为感测饲养场所中的气味，以及
当气味传感器感测到异常迹象时，照明控制器增加饲养场所中的照度强度，并且拍摄单元被激活。
6.根据权利要求5所述的饲养场所管理装置，其中，多个气味传感器在饲养场所中被安装成彼此间隔开，
其中，关于所述多个气味传感器中的每一个的位置的信息被存储在控制器中，以及
当所述多个气味传感器中的一个感测到异常迹象时，控制器控制拍摄单元相对于所述一个气味传感器的附近控制拍摄角度和放大倍率。
7.根据权利要求1所述的饲养场所管理装置，其中，所述拍摄单元包括在饲养场所的上部的上部拍摄单元和在饲养场所的侧部的至少一个侧部拍摄单元，以及
所述控制器实时地将由上部拍摄单元获得的图像数据与由所述至少一个侧部拍摄单元获得的图像数据同步。
8.根据权利要求1所述的饲养场所管理装置，其中，所述控制器根据生成的图像数据中的行为模式与正常图像数据中的行为模式之间的相似度来识别异常迹象的级别，并根据异常迹象的级别将感兴趣区域划分为第一感兴趣区域、第二感兴趣区域和第三感兴趣区域。
9.根据权利要求8所述的饲养场所管理装置，其中，所述控制器根据第一感兴趣区域、第二感兴趣区域和第三感兴趣区域来控制拍摄单元不同地设置感兴趣区域的定向和放大倍率。
10.根据权利要求9所述的饲养场所管理装置，其中，所述控制器将确定为具有最高级别异常迹象的感兴趣区域的放大倍率设置为高于确定为具有相对较低级别异常迹象的感兴趣区域的放大倍率。
11.一种饲养场所管理方法，包括：
由拍摄单元对饲养场所进行拍摄；
由控制器通过将由拍摄单元获得的图像数据中的行为模式与正常图像数据中的行为模式进行比较来检测在饲养场所中的异常迹象；
由通信器将关于异常迹象的信息传送给管理员终端；
由控制器从获得的图像数据中提取包括异常迹象的感兴趣区域；
由控制器将关于感兴趣区域的信息传送给拍摄单元；
由控制器从拍摄单元接收通过拍摄感兴趣区域而获得的图像数据；以及
由控制器从通过拍摄感兴趣区域而获得的图像数据中的行为模式中提取比感兴趣区域窄的异常区域。
12.根据权利要求11所述的饲养场所管理方法，其中，所述拍摄单元使用关于感兴趣区域的信息来调整拍摄单元的拍摄角度和放大倍率，以拍摄感兴趣区域。
13.根据权利要求12所述的饲养场所管理方法，还包括：
由传感器单元来感测饲养场所中的异常迹象；以及
激活拍摄单元。
14.根据权利要求13所述的饲养场所管理方法，其中，还包括：在感测到饲养场所中的异常迹象后，由照明控制器增加饲养场所中的照度强度。
15.根据权利要求14所述的饲养场所管理方法，其中，所述传感器单元包括在饲养场所中被安装成彼此间隔开的多个气味传感器；以及
感测饲养场所中的异常迹象包括：当所述多个气味传感器中的一个感测到饲养场所中的异常迹象时，控制器相对于所述一个气味传感器的附近控制拍摄单元调整拍摄角度和放大倍率。
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