FR3125157A1 - Procédé de détermination améliorée du sexe d’un poussin - Google Patents

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Abstract

Il est décrit un procédé de détermination du sexe d’un poussin comprenant : - la détermination d’une région d’intérêt de l’image sur laquelle les plumes d’une aile sont visibles, et - la mise en œuvre, sur ladite région d’intérêt, d’un modèle de classification entrainé sur un ensemble de données d’apprentissage comprenant des images d’ailes de poussin mâle et d’ailes de poussin femelle, pour déterminer le sexe mâle ou femelle du poussin. Figure de l’abrégé : Fig. 1a

Description

Procédé de détermination améliorée du sexe d’un poussin
La présente invention concerne un procédé de détermination du sexe des poussins par l’observation de la disposition des plumes à l’extrémité des ailes, et un dispositif pour la mise en œuvre de ce procédé.
Il est connu de déterminer le sexe des poussins en fonction de la disposition des plumes, situées à l’extrémité des ailes. En effet, comme on peut l’observer dans les figures 1a et 1b, les extrémités des ailes comprennent deux rangées de plumes qui sont les rémiges primaires et les plumes de couverture primaires. Sur les figures, les extrémités des régimes et des plumes de couverture, respectivement, ont été mises en évidence. Chez les poussins mâles, sur la , ces deux rangées de plumes se terminent au même niveau, tandis que chez les poussins femelles, sur la , l’extrémité des rémiges primaires se termine plus loin que l’extrémité des couvertures primaires, et on peut donc observer une alternance de plumes relativement courtes et longues.
La détermination du sexe des poussins par les plumes a d’abord été réalisée manuellement par un opérateur, ce qui nécessite un temps important.
Des solutions ont également été proposées pour automatiser cette détermination.
Ainsi, on connaît du document EP 1 092 347 un procédé de détermination du sexe des poussins qui utilise un convoyeur permettant de séparer les poussins et de les amener au niveau d’une caméra. A ce point, le poussin est déséquilibré, par exemple par des vibrations du convoyeur, pour l’amener à déployer ses ailes de sa propre initiative, et une ou plusieurs images des ailes du poussin sont acquises.
Des méthodes de traitement d’images ont également été proposées pour déterminer automatiquement le sexe du poussin à partir de l’image acquise. Par exemple, dans le document US 6,396,938, une première méthode comprend l’extraction de paramètres de forme de chaque plume (longueur, position du milieu et position de la pointe), et le calcul d’un paramètre qui quantifie la variation de longueur de deux plumes adjacentes.
Une autre méthode décrite dans ce document comprend la localisation des coordonnées des extrémités des plumes, et la détermination d’une fonction polynomiale reliant les extrémités des plumes. Le sexe du poussin est déterminé en fonction des paramètres de la fonction polynômiale.
Les poussins pour lesquels le résultat est incertain peuvent être étudiés manuellement ou faire l’objet d’une nouvelle détermination automatique.
Cependant, dans le document US 6,396,938, ces méthodes sont mises en œuvre sur une image d’aile de poussin préalablement annotée pour repérer au moins les extrémités des plumes. Les méthodes décrites ne permettent donc pas de mettre en œuvre un traitement complètement automatique de détermination du sexe du poussin à partir de la capture de l’image.
Résumé
Compte-tenu de ce qui précède, l’invention a pour but de proposer une solution améliorée et entièrement automatique de détermination du sexe d’un poussin à partir d’une image d’une aile du poussin.
En particulier, l’invention a pour but de proposer un traitement rapide et fiable d’une image pour déterminer le sexe du poussin.
Un autre but de l’invention est de proposer un traitement entièrement automatisé pour déterminer le sexe du poussin.
A cet égard, l’invention a pour objet un procédé de détermination du sexe d’un poussin, le procédé étant mis en œuvre par ordinateur à partir d’une image d’un poussin, le procédé comprenant :
  • la détermination d’une région d’intérêt de l’image sur laquelle les plumes d’une aile sont visibles,
  • la mise en œuvre, sur ladite région d’intérêt, d’un modèle de classification entrainé sur un ensemble de données d’apprentissage comprenant des images d’ailes de poussin mâle et d’ailes de poussin femelle, pour déterminer le sexe mâle ou femelle du poussin.
Dans des modes de réalisation, le procédé est mis en œuvre pour chacune d’une pluralité d’images acquises sur un même poussin, et comprend en outre une étape de détermination du sexe du poussin à partir des résultats obtenus par le modèle de classification pour l’ensemble des images.
Dans des modes de réalisation, la détermination d’une région d’intérêt de l’image comprend :
  • le balayage de l’image avec une fenêtre de taille déterminée pour définir une pluralité de régions de l’image,
  • pour chaque région, le calcul d’une caractéristique de Haar de la région,
  • l’application sur chaque caractéristique de Haar d’un classificateur entrainé pour déterminer si la région représente ou non des plumes, et
  • la détermination d’une région d’intérêt de l’image comme une région représentant des plumes.
Dans des modes de réalisation, le procédé comprend en outre un traitement de la région d’intérêt pour déterminer un ensemble de lignes correspondant aux plumes du poussin sur l’image, la détermination d’un ensemble de paramètres à partir des lignes extraites, et le modèle de classification est appliqué audit ensemble de paramètres.
Dans des modes de réalisation, le traitement de la région d’intérêt pour déterminer un ensemble de lignes correspondant aux plumes sur l’image, comprend :
  • la mise en œuvre d’un traitement de détection de contours sur la région d’intérêt, et
  • l’application, aux contours issus du traitement, d’une transformée de Hough pour déterminer un ensemble de lignes correspondant aux plumes visibles sur la région d’intérêt.
Dans des modes de réalisation le traitement de détection de contours comprend :
  • la mise en œuvre d’un filtre gaussien et d’un seuillage de la région d’intérêt pour obtenir une représentation binaire de la région d’intérêt,
  • le calcul d’une carte de distances sur la représentation binaire de la région d’intérêt, pour déterminer une distance entre chaque point et un contour le plus proche dudit point, et la normalisation de ladite carte pour obtenir une représentation en niveaux de gris de la région d’intérêt, et
  • la mise en œuvre d’une opération d’érosion sur la représentation en niveaux de gris obtenue.
Dans des modes de réalisation, le seuillage de la région d’intérêt comprend la détermination, pour chaque pixel courant de la région d’intérêt, d’une valeur de seuillage déterminée en fonction des valeurs d’intensité des pixels compris dans un voisinage local du pixel courant.
Dans des modes de réalisation, la détermination de l’ensemble des lignes représentant les plumes comprend en outre :
  • une rotation de la région d’intérêt d’un angle déterminé à partir de l’angle, par rapport à l’horizontale, des lignes les plus longues, pour rendre lesdites lignes sensiblement horizontales, et
  • la suppression des lignes qui, après rotation de la région d’intérêt, s’étendent selon une direction formant un angle supérieur à un seuil prédéterminé par rapport à l’axe des abscisses.
Dans des modes de réalisation, la détermination des paramètres à partir des lignes extraites comprend :
  • une identification d’un ensemble de lignes correspondant à des plumes longues, et
  • une identification d’un ensemble de lignes correspondant à des plumes courtes.
Dans des modes de réalisation, le procédé comprend la mise en oeuvre d’une rotation de la région d’intérêt de sorte que les lignes représentant les plumes s’étendent sensiblement horizontalement, un classement de chaque ligne par ordre de longueur, et l’identification de l’ensemble des lignes correspondant à des plumes longues comprend :
  • l’initialisation de l’ensemble des lignes correspondant à des plumes longues, ledit ensemble comprenant la ligne la plus longue,
  • la mise en œuvre, pour chaque ligne incluse dans ledit ensemble, des étapes suivantes :
    • l’identification de l’ensemble des lignes voisines à la ligne considérée selon l’axe vertical,
    • le calcul, pour chaque ligne voisine, d’une différence de longueur et d’une distance entre le centre de la ligne voisine et le centre de la ligne considérée,
    • si la différence relative et la distance sont inférieures à des seuils respectifs, l’identification de la ligne voisine comme une ligne correspondant à une plume longue, et l’ajout à l’ensemble des lignes correspondant à des plumes longues.
Dans des modes de réalisation, l’identification d’un ensemble de lignes correspondant à des plumes courtes comprend la mise en œuvre, pour chaque ligne correspondant à une plume longue de l’ensemble, en commençant par la ligne située à la position verticale maximale de l’ensemble, des étapes suivantes :
  • l’identification, parmi les lignes n’appartenant pas à l’ensemble des lignes correspondant à des plumes longues, des lignes voisines à la ligne considérée,
  • le calcul, pour chaque ligne voisine, d’une différence de longueur, d’une distance selon l’axe vertical entre la ligne considérée et la ligne voisine, et d’une distance selon l’axe horizontal entre une extrémité distale, respectivement proximale de la ligne considérée et l’extrémité proximale, respectivement distale de la ligne voisine,
  • si les différences et distances calculées sont inférieures à des seuils respectifs, l’identification de la ligne voisine comme une ligne correspondant à une plume courte.
Dans des modes de réalisation, les paramètres déterminés à partir des lignes comprennent au moins :
  • un nombre de lignes correspondant à des plumes longues,
  • un nombre de lignes correspondant à des plumes courtes,
  • un angle moyen entre les lignes et l’horizontale, et
  • un écart moyen, mesuré verticalement, entre deux lignes adjacentes.
Dans des modes de réalisation, les paramètres déterminés à partir des lignes comprennent en outre au moins l’un parmi le groupe consistant en :
  • position horizontale et/ou verticale minimale, maximale et/ou moyenne des centres des lignes,
  • distance minimale, moyenne et/ou maximale, horizontalement et/ou verticalement, entre le centre de deux lignes consécutives,
  • longueur minimale, moyenne et/ou maximale des lignes correspondant à des plumes longues,
  • longueur minimale, moyenne et/ou maximale des lignes correspondant à des plumes courtes,
  • intensité moyenne des pixels d’une ligne correspondant à une plume courte,
  • intensité moyenne des pixels d’une ligne correspondant à une plume longue,
  • différence d’intensité moyenne des pixels entre les lignes correspondant à des plumes longues et les lignes correspondant à des plumes courtes,
  • emplacement par rapport à l’axe horizontal de chaque ligne, un angle minimal, moyen et/ou maximal entre deux lignes,
  • une distance minimale, moyenne et/ou maximale entre les extrémités proximales de deux lignes correspondant à une plume longue et une ligne correspondant à une plume courte située entre celles-ci,
  • une distance minimale, moyenne et/ou maximale entre les extrémités distales de deux lignes correspondant à une plume longue et une ligne correspondant à une plume courte située entre celles-ci.
Dans des modes de réalisation, le modèle de classification entrainé pour déterminer le sexe d’un poussin est un arbre de décision.
Dans des modes de réalisation, le modèle de classification est entrainé sur une base de données d’images d’entrainement annotées, où chaque image d’entrainement est obtenue par application des étapes de détermination d’une région d’intérêt et de traitement de la région d’intérêt pour extraire un ensemble de lignes représentant les plumes, et l’annotation comprend une indication du sexe du poussin et un niveau de certitude associé, déterminés à partir d’un nombre de lignes correspondant à des plumes longues et d’un nombre de lignes correspondant à des plumes courtes.
Dans des modes de réalisation, le procédé est mis en œuvre sur un ensemble d’images d’un même poussin, et comprend la détermination du sexe du poussin à partir du résultat le plus fréquemment fourni par le modèle de classification.
Selon un autre objet, il est décrit un produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions de code pour la mise en œuvre du procédé selon la description qui précède, lorsqu’il est exécuté par un calculateur.
L’invention porte également sur un dispositif de détermination du sexe d’un poussin comprenant au moins :
  • une caméra adaptée pour acquérir au moins une image d’un poussin, et
  • un calculateur configuré pour la mise en œuvre du procédé selon la description qui précède sur l’image acquise par la caméra.
Dans des modes de réalisation, la caméra est adaptée pour acquérir des images dans une plage de longueurs d’ondes comprise entre 340 et 500 nm, de préférence comprise entre 400 et 450 nm.
Dans des modes de réalisation, le dispositif comprend en outre un convoyeur adapté pour amener un poussin dans le champ de vision de la caméra, dans lequel le convoyeur est adapté pour déséquilibrer les poussins de sorte que le poussin ait les ailes déployées lorsqu’il se trouve devant la caméra.
Dans des modes de réalisation, la caméra est configurée pour acquérir une série d’au moins 20 images de chaque poussin.
Dans des modes de réalisation, le dispositif comprend un convoyeur, une première station de détection de poussins d’un premier sexe, mâle ou femelle, comprenant ladite caméra, et un actionneur adapté pour prélever ou éjecter du convoyeur les poussins détectés comme appartenant au premier sexe, dans lequel le calculateur est configuré pour mettre en œuvre sur l’image acquise par la caméra un premier modèle de classification optimisé pour détecter le premier sexe, et le calculateur est en outre configuré pour mettre en œuvre un deuxième modèle de classification optimisé pour détecter le deuxième sexe, sur des images acquises sur des poussins n’ayant pas été déterminés du premier sexe.
Le procédé proposé permet, à partir d’une ou plusieurs images d’un poussin, de déterminer de façon automatique, rapide et fiable le sexe du poussin. Le procédé comprend notamment une détermination d’une région d’intérêt de l’image sur laquelle les plumes de l’aile du poussin sont visibles, puis un traitement de l’image permettant d’extraire automatiquement un ensemble de lignes correspondant aux plumes, et enfin une classification du sexe du poussin en fonction de paramètres de ces lignes.
La détermination du sexe d’un poussin peut ainsi être réalisée en 400 ms, ce qui est bien plus rapide que les méthodes antérieures.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Fig. 1a
déjà décrite, représente un exemple d’aile de poussin mâle.
Fig. 1b
, déjà décrite également, représente un exemple d’aile de poussin femelle.
Fig. 2a
représente schématiquement un exemple de dispositif de détermination du sexe d’un poussin selon un mode de réalisation.
Fig. 2b
représente schématiquement un autre exemple de dispositif de détermination du sexe d’un poussin selon un mode de réalisation.
Fig. 3
représente schématiquement les principales étapes d’un procédé de détermination du sexe d’un poussin selon un mode de réalisation.
Fig. 4a, Fig. 4b
, représentent des exemples d’images utilisées pour l’entrainement d’un classificateur utilisé pour la détermination de la région d’intérêt de l’image.
Fig. 5
représente un exemple de caractéristique de Haar qui peut être calculée sur l’image pour la détermination de la région d’intérêt.
Fig. 6a
représente une étape d’un exemple de traitement mis en œuvre sur une région d’intérêt d’une image pour extraire un ensemble de lignes correspondant aux plumes.
Fig. 6b
représente une étape d’un exemple de traitement mis en œuvre sur une région d’intérêt d’une image pour extraire un ensemble de lignes correspondant aux plumes.
Fig. 6c
représente une étape d’un exemple de traitement mis en œuvre sur une région d’intérêt d’une image pour extraire un ensemble de lignes correspondant aux plumes.
Fig. 6d
représente une étape d’un exemple de traitement mis en œuvre sur une région d’intérêt d’une image pour extraire un ensemble de lignes correspondant aux plumes.
Fig. 6e
représente une étape d’un exemple de traitement mis en œuvre sur une région d’intérêt d’une image pour extraire un ensemble de lignes correspondant aux plumes.
Fig. 6f
représente une étape d’un exemple de traitement mis en œuvre sur une région d’intérêt d’une image pour extraire un ensemble de lignes correspondant aux plumes.
Fig. 7
représente un ensemble de lignes correspondant à des plumes longues et des plumes courtes de poussins.

Claims (15)

  1. Procédé de détermination du sexe d’un poussin, le procédé étant mis en œuvre par ordinateur à partir d’une image d’un poussin, le procédé comprenant :
    • la détermination (100) d’une région d’intérêt de l’image sur laquelle les plumes d’une aile sont visibles, et
    • la mise en œuvre, sur ladite région d’intérêt, d’un modèle de classification (400) entrainé sur un ensemble de données d’apprentissage comprenant des images d’ailes de poussin mâle et d’ailes de poussin femelle, pour déterminer le sexe mâle ou femelle du poussin.
  2. Procédé selon la revendication 1, le procédé étant mis en œuvre pour chacune d’une pluralité d’images acquises sur un même poussin, et comprenant en outre une étape de détermination du sexe du poussin à partir des résultats obtenus par le modèle de classification pour l’ensemble des images.
  3. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la détermination d’une région d’intérêt de l’image (100) comprend :
    • le balayage de l’image avec une fenêtre de taille déterminée pour définir une pluralité de régions de l’image,
    • pour chaque région, le calcul d’une caractéristique de Haar de la région (110),
    • l’application sur chaque caractéristique de Haar d’un classificateur entrainé (120) pour déterminer si la région représente ou non des plumes, et
    • la détermination d’une région d’intérêt de l’image comme une région représentant des plumes.
  4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, comprenant en outre un traitement de la région d’intérêt (200) pour déterminer un ensemble de lignes correspondant aux plumes du poussin sur l’image, la détermination (300) d’un ensemble de paramètres à partir des lignes extraites, et le modèle de classification est appliqué (400) audit ensemble de paramètres.
  5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le traitement de la région d’intérêt (200) pour déterminer un ensemble de lignes correspondant aux plumes sur l’image, comprend :
    • la mise en œuvre d’un traitement de détection de contours (210) sur la région d’intérêt, et
    • l’application, aux contours issus du traitement, d’une transformée de Hough pour déterminer un ensemble de lignes (220) correspondant aux plumes visibles sur la région d’intérêt.
  6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5, dans lequel la détermination des paramètres (300) à partir des lignes extraites comprend :
    • une identification d’un ensemble de lignes correspondant à des plumes longues (310), et
    • une identification d’un ensemble de lignes correspondant à des plumes courtes (320).
  7. Procédé selon la revendication précédente, comprenant la rotation (230) de la région d’intérêt de sorte que les lignes représentant les plumes s’étendent sensiblement horizontalement, un classement de chaque ligne par ordre de longueur, et l’identification de l’ensemble des lignes correspondant à des plumes longues (310) comprend :
    • l’initialisation de l’ensemble des lignes correspondant à des plumes longues, ledit ensemble comprenant la ligne la plus longue,
    • la mise en œuvre, pour chaque ligne incluse dans ledit ensemble, des étapes suivantes :
      • l’identification de l’ensemble des lignes voisines à la ligne considérée selon l’axe vertical,
      • le calcul, pour chaque ligne voisine, d’une différence de longueur et d’une distance entre le centre de la ligne voisine et le centre de la ligne considérée,
      • si la différence relative et la distance sont inférieures à des seuils respectifs, l’identification de la ligne voisine comme une ligne correspondant à une plume longue, et l’ajout à l’ensemble des lignes correspondant à des plumes longues.
  8. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’identification d’un ensemble de lignes correspondant à des plumes courtes (320) comprend la mise en œuvre, pour chaque ligne correspondant à une plume longue de l’ensemble, en commençant par la ligne située à la position verticale maximale de l’ensemble, des étapes suivantes :
    • l’identification, parmi les lignes n’appartenant pas à l’ensemble des lignes correspondant à des plumes longues, des lignes voisines à la ligne considérée,
    • le calcul, pour chaque ligne voisine, d’une différence de longueur, d’une distance selon l’axe vertical entre la ligne considérée et la ligne voisine, et d’une distance selon l’axe horizontal entre une extrémité distale, respectivement proximale de la ligne considérée et l’extrémité proximale, respectivement distale de la ligne voisine.
    • si les différences et distances calculées sont inférieures à des seuils respectifs, l’identification de la ligne voisine comme une ligne correspondant à une plume courte.
  9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 4 à 8, dans lequel les paramètres déterminés à partir des lignes comprennent au moins :
    • un nombre de lignes correspondant à des plumes longues,
    • un nombre de lignes correspondant à des plumes courtes,
    • un angle moyen entre les lignes et l’horizontale, et
    • un écart moyen, mesuré verticalement, entre deux lignes adjacentes.
  10. Procédé selon l’une des revendications 4 à 9, dans lequel le modèle de classification est entrainé sur une base de données d’images d’entrainement annotées, où chaque image d’entrainement est obtenue par application des étapes de détermination d’une région d’intérêt, de traitement de la région d’intérêt pour déterminer un ensemble de lignes représentant les plumes, et d’extraction des paramètres à partir desdites lignes, et l’annotation comprend une indication du sexe du poussin et un niveau de certitude associé, déterminés à partir d’un nombre de lignes correspondant à des plumes longues et d’un nombre de lignes correspondant à des plumes courtes.
  11. Procédé selon l’une des revendications précédentes, le procédé étant mis en œuvre sur un ensemble d’images d’un même poussin, et comprenant la détermination du sexe du poussin à partir du résultat le plus fréquemment fourni par le modèle de classification.
  12. Produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions de code pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, lorsqu’il est exécuté par un calculateur.
  13. Dispositif (1) de détermination du sexe d’un poussin comprenant au moins :
    • une caméra (20) adaptée pour acquérir au moins une image d’un poussin, et
    • un calculateur (10) configuré pour la mise en œuvre du procédé selon l’une des revendications 1 à 11 sur l’image acquise par la caméra.
  14. Dispositif (1) selon la revendication 13, comprenant en outre un convoyeur (30) adapté pour amener un poussin dans le champ de vision de la caméra (20), dans lequel le convoyeur est adapté pour déséquilibrer les poussins de sorte que le poussin ait les ailes déployées lorsqu’il se trouve devant la caméra.
  15. Dispositif (1) selon l’une des revendications 13 ou 14, comprenant un convoyeur (30), une première station de détection de poussins d’un premier sexe, mâle ou femelle, comprenant ladite caméra (20), et un actionneur adapté pour prélever ou éjecter du convoyeur les poussins détectés comme appartenant au premier sexe, dans lequel le calculateur (10) est configuré pour mettre en œuvre sur l’image acquise par la caméra un premier modèle de classification optimisé pour détecter le premier sexe, et le calculateur (10) est en outre configuré pour mettre en œuvre un deuxième modèle de classification optimisé pour détecter le deuxième sexe, sur des images acquises sur des poussins n’ayant pas été déterminés du premier sexe.
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