CN113936234A - 一种仔猪防压预警方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仔猪防压预警方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：获取目标区域的视频数据和音频数据；基于视频数据判断目标区域是否存在仔猪被压的图像，得到视频判断置信度；基于音频数据判断目标区域是否存在仔猪被压的声音，得到音频判断置信度；根据视频判断置信度和音频判断置信度计算得到目标判断结果；根据目标判断结果执行预设预警动作。解决仅根据视频或音频单模态信息判断仔猪是否被压，存在一定误差和漏检情况，准确度较低问题，实现提高仔猪被压情况监测的效率和准确度，及时进行防压预警，降低仔猪意外伤亡的情况，提高仔猪存活概率的效果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及养殖辅助技术，尤其涉及一种仔猪防压预警方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
中国作为养猪大国，生猪存栏量和出栏量均属于世界前列。近年来，生猪出栏量均在几亿头。在母猪产仔和乳猪喂养过程中，母猪翻身或起卧可能会压到乳猪，乳猪被母猪压到后，轻微的正常呼吸、吃奶之后能够恢复，严重的会内脏破裂、骨折、窒息死亡。防止乳猪被压死，会为国内生猪养殖行业带来巨大的经济效益，同时也能一定程度上保证国家生猪供应的安全，进而减少因为猪肉价格波动带来的诸多民生问题。
目前依托视频数据和音频数据，利用机器学习或深度学习等数据分析技术，进行是否存在仔猪被压判断，当存在仔猪被压图像或仔猪被压叫声时执行动作，使得母猪站起，让仔猪脱离困境。然而仅根据视频或音频单模态信息判断乳猪是否被压，存在一定误差和漏检情况，准确度较低。
发明内容
本发明提供一种仔猪防压预警方法、装置、设备及存储介质，以实现提高仔猪被压情况监测的效率和准确度，及时进行防压预警，降低仔猪意外伤亡的情况，提高仔猪存活概率的效果。
第一方面，本发明实施例提供了一种仔猪防压预警方法，包括：
获取目标区域的视频数据和音频数据；
基于所述视频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的图像，得到视频判断置信度；
基于所述音频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的声音，得到音频判断置信度；
根据所述视频判断置信度和所述音频判断置信度计算得到目标判断结果；
根据所述目标判断结果执行预设预警动作。
可选的，所述基于所述视频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的图像，得到视频判断置信度，包括：
根据所述视频数据得到多个图像；
识别并判断所述多个图像中母猪的姿势形态是否为躺卧姿势；
识别并判断仔猪的数量是否小于预设数量；
判断得到所述母猪为躺卧姿势且所述仔猪数量小于预设数量的视频判断置信度。
可选的，所述基于所述音频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的声音，得到音频判断置信度，包括：
根据所述音频数据得到多个声音片段；
根据声波频率和分贝值判断所述多个声音片段中存在仔猪被压的声音的音频判断置信度。
可选的，所述根据所述视频判断置信度和所述音频判断置信度计算得到目标判断结果，包括：
将所述视频判断置信度和所述音频判断置信度相乘得到目标置信度；
判断所述目标置信度是否大于预设阈值；
若所述目标置信度大于所述预设阈值，则目标判断结果为存在仔猪被压情况；
若所述目标置信度小于等于所述预设阈值，则目标判断结果为不存在仔猪被压情况。
可选的，所述根据所述目标判断结果执行预设预警动作，包括：
若目标判断结果为存在仔猪被压情况，则通过电击棒对母猪进行安全性电刺激。
可选的，在所述根据所述目标判断结果执行预设预警动作之时，还包括：
若所述目标判断结果为存在仔猪被压情况，则将所述目标判断结果传输至管理员；将对应的所述视频数据和所述音频数据作为日志进行保存。
第二方面，本发明实施例还提供了一种仔猪防压预警装置，包括：
音视频获取模块，用于获取目标区域的视频数据和音频数据；
视频判断模块，用于基于所述视频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的图像，得到视频判断置信度；
音频判断模块，用于基于所述音频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的声音，得到音频判断置信度；
结果判断模块，用于根据所述视频判断置信度和所述音频判断置信度计算得到目标判断结果；
执行模块，用于根据所述目标判断结果执行预设预警动作。
第三方面，本发明实施例还提供了一种仔猪防压预警设备，所述仔猪防压预警设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
摄像头，用于采集目标区域的图像；
麦克风阵列，用于采集目标区域的声音；
执行机构，用于执行预设预警动作；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面中任一所述的仔猪防压预警方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面中任一所述的仔猪防压预警方法。
本发明通过获取目标区域的视频数据和音频数据，对目标区域内的母猪和仔猪的状态进行监控，基于视频数据和音频数据得到视频判断置信度和音频判断置信度，结合视频判断置信度和音频判断置信度对目标区域内的仔猪是否被压进行判断，在存在仔猪被压情况时执行预设预警动作解救仔猪，解决仅根据视频或音频单模态信息判断仔猪是否被压，存在一定误差和漏检情况，准确度较低问题，实现提高仔猪被压情况监测的效率和准确度，及时进行防压预警，降低仔猪意外伤亡的情况，提高仔猪存活概率的效果。
附图说明
图1A为本发明实施例一提供的一种仔猪防压预警方法的流程示意图；
图1B为本发明实施例一提供的一种仔猪防压预警装置的结构示意图
图2A为本发明实施例一提供的一种仔猪防压预警方法的子流程示意图；
图2B为本发明实施例一提供的一种仔猪防压预警方法的子流程示意图；
图3为本发明实施例二提供的一种仔猪防压预警装置的结构示意图；
图4为本发明实施例三提供的一种仔猪防压预警设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1A为本发明实施例一提供的一种仔猪防压预警方法的流程示意图，本实施例可适用于监测猪舍中母猪和仔猪的状态，预防仔猪被压的情况，该方法可以由仔猪防压预警装置来执行，具体包括如下步骤：
步骤110、获取目标区域的视频数据和音频数据。
养猪场中常设有单独的妊娠舍，用以对怀孕母猪进行单独饲养，通过规范母猪的管理，做好母猪的膘情控制、保胎工作，提高母猪年产胎次，以及保护产后母猪和仔猪，达到效益最大化。
如图1B所示，妊娠舍由限位栏1组成，对每一头分娩母猪采用单体栏饲养。每一个单体栏内的区域为母猪和仔猪活动区域，即目标区域。在单体栏一端的限位栏1上设置采集装置2，所述采集装置2包括高分辨率图像传感器的视频采集系统和基于麦克风阵列的音频采集系统，其中，视频采集系统实时采集目标区域内母猪和仔猪的状况信息图像；音频采集系统实时采集目标区域内母猪和仔猪的状态信息音频。
由于妊娠舍环境相对复杂，存在噪声、光线不均匀和遮挡的情况。单纯的视频监控仔猪被压会产生较大的判断误差，也存在一定的漏检概率，而单纯的声音检测可能因为外界偶发性噪声的干扰，影响检测效果。因此，本发明实施例采用了视觉传感器和麦克风阵列融合的方式保证检测精度。
步骤120、基于所述视频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的图像，得到视频判断置信度。
采集装置2还包括智能识别系统，视频采集系统获取图像信息，音频采集系统获取音频信息，并传输给智能识别系统；所述视频数据传输至智能识别系统后，通过图像分析判断所述目标区域是否存在仔猪被压的图像，具体包括以下步骤。
步骤121、根据所述视频数据得到多个图像。
视频中母猪和仔猪的动作由一系列帧画面组成，智能识别系统通过图像分析解析出视频数据对应的图像。
步骤122、识别并判断所述多个图像中母猪的姿势形态是否为躺卧姿势。
将获得的多幅图像输入图像检测模型进行识别判断，输出图像判断结果，图像判断结果为母猪的姿态是否为躺卧姿势及躺卧姿势的概率。进行检测的图像检测模型需要预先进行训练，首先，基于视频采集系统采集图像数据构建训练数据集，然后，基于猪的关节关键点标注对图像数据进行标注，得到验证数据集；将训练数据集输入图像识别模型进行训练，当验证数据集验证结果满足结束条件时结束训练，保存检测模型参数。
步骤123、识别并判断仔猪的数量是否小于预设数量。
每一栏的仔猪数量预先设置保存于智能识别系统中，智能识别系统识别目标区域画面中的仔猪的当前数量，并将当前数量与预设数量进行比较判断是否小于预设数量，若小于预设数量，则存在仔猪状态异常。
步骤124、判断得到所述母猪为躺卧姿势且所述仔猪数量小于预设数量的视频判断置信度。
智能识别系统根据母猪躺卧姿势的概率和仔猪状态异常的判断结果，得到视频判断置信度；具体为，若母猪被识别为躺卧姿势且仔猪状态异常，则判断仔猪被母猪压倒，且置信度为母猪躺卧姿势的概率，判断结果记为A，示例性的，判断结果为母猪躺卧姿势，90％；若母猪被识别为躺卧姿势但仔猪状态正常或母猪被识别为非躺卧姿势且仔猪状态异常，则判断仔猪未被母猪压倒。
步骤130、基于所述音频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的声音，得到音频判断置信度。
由于存在光线不均匀和母猪站立时遮挡仔猪的情况，仅依靠视频数据进行判断会产生较大的判断误差。在仔猪被压时会发出激烈的叫声，因此结合音频数据进一步判断目标区域是否存在仔猪被压的情况，具体包括以下步骤。
步骤131、根据所述音频数据得到多个声音片段。
智能识别系统基于音频数据形成一系列声音片段，声音片段的数目可调整，声音片段的长短可根据算法调整，相邻两段声音之间的重叠部分可调整。
步骤132、根据声波频率和分贝值判断所述多个声音片段中存在仔猪被压的声音的音频判断置信度。
多个声音片段与采集装置内置的仔猪被压音频进行比较，根据声波频率和分贝值的共性得出状态判断，得到仔猪被压的音频判断置信度，判断结果记为B，示例性的，仔猪被压，95％。
步骤140、根据所述视频判断置信度和所述音频判断置信度计算得到目标判断结果。
单纯的图像判断或者音频判断容易照成误识别，比如仔猪被母猪遮挡的图像，仔猪相互抢食形成的音频等，结合图像和音频可以大大减少误触率，提高准确率，具体包括以下步骤。
步骤141、将所述视频判断置信度和所述音频判断置信度相乘得到目标置信度。
示例性的，记目标置信度为J，J＝A*B。
步骤142、判断所述目标置信度是否大于预设阈值。
目标置信度结合了视频数据判断和音频数据判断结果，示例性的，设置预设阈值为70％，J＝90％*95％＝85.5％>70％，即目标置信度大于预设阈值。
步骤143、若所述目标置信度大于所述预设阈值，则目标判断结果为存在仔猪被压情况。
步骤144、若所述目标置信度小于等于所述预设阈值，则目标判断结果为不存在仔猪被压情况。
步骤150、根据所述目标判断结果执行预设预警动作。
如图1B所示，限位栏1上还设置执行机构3，执行机构3根据智能识别系统的指令动作，使得母猪站起，让仔猪脱离被压的困境。
其中，本实施例中，执行机构3为电击棒，若目标判断结果为存在仔猪被压情况，则通过电击棒对母猪进行安全性电刺激，迫使母猪改变当前躺卧姿势远离电击棒，从而解救被母猪压倒的仔猪。
进一步的，执行机构3还可以为电击贴或驱赶棒等机构中的一种。
进一步的，若所述目标判断结果为存在仔猪被压情况，则将所述目标判断结果传输至管理员；将对应的所述视频数据和所述音频数据作为日志进行保存。
将目标判断结果推送至猪场管理员的移动终端设备，及时告知妊娠舍内情况，在执行机构不能成功使母猪起身或仔猪需要人为救治时，及时解救仔猪，降低损失。同时，视频数据音频数据作为日志进行保存，方便猪场管理人员查阅历史记录，提升猪场管理水平。
本实施例的技术方案，通过获取目标区域的视频数据和音频数据，对目标区域内的母猪和仔猪的状态进行监控，基于视频数据和音频数据得到视频判断置信度和音频判断置信度，结合视频判断置信度和音频判断置信度对目标区域内的仔猪是否被压进行判断，在存在仔猪被压情况时执行预设预警动作解救仔猪，解决仅根据视频或音频单模态信息判断仔猪是否被压，存在一定误差和漏检情况，准确度较低问题，实现提高仔猪被压情况监测的效率和准确度，及时进行防压预警，降低仔猪意外伤亡的情况，提高仔猪存活概率的效果。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的一种仔猪防压预警装置的结构示意图。
如图3所示，一种仔猪防压预警装置，包括：
音视频获取模块310，用于获取目标区域的视频数据和音频数据。
如图1B所示，妊娠舍由限位栏1组成，对每一头分娩母猪采用单体栏饲养。每一个单体栏内的区域为母猪和仔猪活动区域，即目标区域。在单体栏一端的限位栏1上设置采集装置2，所述采集装置2包括高分辨率图像传感器的视频采集系统和基于麦克风阵列的音频采集系统，其中，视频采集系统实时采集目标区域内母猪和仔猪的状况信息图像；音频采集系统实时采集目标区域内母猪和仔猪的状态信息音频。
由于妊娠舍环境相对复杂，存在噪声、光线不均匀和遮挡的情况。单纯的视频监控仔猪被压会产生较大的判断误差，也存在一定的漏检概率，而单纯的声音检测可能因为外界偶发性噪声的干扰，影响检测效果。因此，本发明实施例采用了视觉传感器和麦克风阵列融合的方式保证检测精度。
视频判断模块320，用于基于所述视频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的图像，得到视频判断置信度。
采集装置2还包括智能识别系统，视频采集系统获取图像信息，音频采集系统获取音频信息，并传输给智能识别系统；所述视频数据传输至智能识别系统后，通过图像分析判断所述目标区域是否存在仔猪被压的图像。
智能识别系统通过图像分析解析出视频数据对应的图像，通过图像检测模型进行识别判断，得到图像判断结果，图像判断结果为母猪的姿态是否为躺卧姿势及躺卧姿势的概率，结合目标区域画面中的仔猪的当前数量与预设数量的判断结果，得到母猪为躺卧姿势且所述仔猪数量小于预设数量的视频判断置信度，判断结果记为A，示例性的，判断结果为母猪躺卧姿势，90％。
音频判断模块330，用于基于所述音频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的声音，得到音频判断置信度。
由于存在光线不均匀和母猪站立时遮挡仔猪的情况，仅依靠视频数据进行判断会产生较大的判断误差。在仔猪被压时会发出激烈的叫声，因此结合音频数据进一步判断目标区域是否存在仔猪被压的情况。
智能识别系统基于音频数据形成一系列声音片段与采集装置内置的仔猪被压音频进行比较，根据声波频率和分贝值的共性得出状态判断，得到仔猪被压的音频判断置信度，判断结果记为B，示例性的，仔猪被压，95％。
结果判断模块340，用于根据所述视频判断置信度和所述音频判断置信度计算得到目标判断结果。
单纯的图像判断或者音频判断容易照成误识别，比如仔猪被母猪遮挡的图像，仔猪相互抢食形成的音频等，结合图像和音频可以大大减少误触率，提高准确率。
将所述视频判断置信度和所述音频判断置信度相乘得到目标置信度，判断所述目标置信度是否大于预设阈值。若所述目标置信度大于所述预设阈值，则目标判断结果为存在仔猪被压情况；若所述目标置信度小于等于所述预设阈值，则目标判断结果为不存在仔猪被压情况。
执行模块350，用于根据所述目标判断结果执行预设预警动作。
若目标判断结果为存在仔猪被压情况，则通过电击棒对母猪进行安全性电刺激，迫使母猪改变当前躺卧姿势远离电击棒，从而解救被母猪压倒的仔猪。
本发明实施例所提供的仔猪防压预警装置可执行本发明任意实施例所提供的仔猪防压预警方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的一种仔猪防压预警设备的结构示意图，如图4所示，该设备包括处理器40、存储器41、输入装置42和输出装置43；设备中处理器40的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器40为例；设备中的处理器40、存储器41、输入装置42和输出装置43可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储器41作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的主题更新方法对应的程序指令/模块(例如，仔猪防压预警装置中的音视频获取模块310、视频判断模块320、音频判断模块330、结果判断模块340和执行模块350)。处理器40通过运行存储在存储器41中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的仔猪防压预警方法。
存储器41可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器41可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器41可进一步包括相对于处理器40远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置42可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键数据输入。输出装置43可包括显示屏等显示设备。
实施例四
本发明实施例四还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种仔猪防压预警方法，该方法包括：
获取目标区域的视频数据和音频数据；
基于所述视频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的图像，得到视频判断置信度；
基于所述音频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的声音，得到音频判断置信度；
根据所述视频判断置信度和所述音频判断置信度计算得到目标判断结果；
根据所述目标判断结果执行预设预警动作。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的仔猪防压预警中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述仔猪防压预警装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种仔猪防压预警方法，其特征在于，包括：
获取目标区域的视频数据和音频数据；
基于所述视频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的图像，得到视频判断置信度；
基于所述音频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的声音，得到音频判断置信度；
根据所述视频判断置信度和所述音频判断置信度计算得到目标判断结果；
根据所述目标判断结果执行预设预警动作。
2.根据权利要求1所述的仔猪防压预警方法，其特征在于，所述基于所述视频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的图像，得到视频判断置信度，包括：
根据所述视频数据得到多个图像；
识别并判断所述多个图像中母猪的姿势形态是否为躺卧姿势；
识别并判断仔猪的数量是否小于预设数量；
判断得到所述母猪为躺卧姿势且所述仔猪数量小于预设数量的视频判断置信度。
3.根据权利要求1所述的仔猪防压预警方法，其特征在于，所述基于所述音频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的声音，得到音频判断置信度，包括：
根据所述音频数据得到多个声音片段；
根据声波频率和分贝值判断所述多个声音片段中存在仔猪被压的声音的音频判断置信度。
4.根据权利要求1所述的仔猪防压预警方法，其特征在于，所述根据所述视频判断置信度和所述音频判断置信度计算得到目标判断结果，包括：
将所述视频判断置信度和所述音频判断置信度相乘得到目标置信度；
判断所述目标置信度是否大于预设阈值；
若所述目标置信度大于所述预设阈值，则目标判断结果为存在仔猪被压情况；
若所述目标置信度小于等于所述预设阈值，则目标判断结果为不存在仔猪被压情况。
5.根据权利要求1所述的仔猪防压预警方法，其特征在于，所述根据所述目标判断结果执行预设预警动作，包括：
若目标判断结果为存在仔猪被压情况，则通过电击棒对母猪进行安全性电刺激。
6.根据权利要求1所述的仔猪防压预警方法，其特征在于，在所述根据所述目标判断结果执行预设预警动作之时，还包括：
若所述目标判断结果为存在仔猪被压情况，则将所述目标判断结果传输至管理员；将对应的所述视频数据和所述音频数据作为日志进行保存。
7.一种仔猪防压预警装置，其特征在于，包括：
音视频获取模块，用于获取目标区域的视频数据和音频数据；
视频判断模块，用于基于所述视频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的图像，得到视频判断置信度；
音频判断模块，用于基于所述音频数据判断所述目标区域是否存在仔猪被压的声音，得到音频判断置信度；
结果判断模块，用于根据所述视频判断置信度和所述音频判断置信度计算得到目标判断结果；
执行模块，用于根据所述目标判断结果执行预设预警动作。
8.一种仔猪防压预警设备，其特征在于，所述仔猪防压预警设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
摄像头，用于采集目标区域的图像；
麦克风阵列，用于采集目标区域的声音；
执行机构，用于执行预设预警动作；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的仔猪防压预警方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的仔猪防压预警方法。
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