基于RGB-D群猪图像个体分割的研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liveonmountain
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国猪肉消费市场需求巨大,人民对高质量猪肉的高期待,应猪场现代化管理和智能化养殖要求,为了动物福利和经济效益更好,实现生猪可持续健康养殖,贯穿整个生猪产业。监测猪只行为是其中的关键环节,猪只行为监测能反映猪只的身体状况、生长状况以及评价猪只状态,是提高猪只福利与养殖经济效益的主要参考依据。传统人工监测方式费时费力低效率不适合集约化规模化养殖,而生猪生活习性导致接触式传感器监测生猪行为效果不理想,因此采用非接触式计算机视觉技术监测生猪生长有广阔的研究前景和现实需求。采用计算机视觉系统监测生猪行为,可降低生猪应激反应和提高生猪养殖动物福利。本文以群养仔猪为研究对象,开发群猪图像采集系统,对采集图像进行预处理,结合深度学习方法构建网络模型,将彩色图像和深度图像输入网络,进行数据训练,实现对群养仔猪的个体分割。本文主要工作内容和结论包括:1)研发了群猪图像数据采集系统,并完成对试验数据彩色图像和深度图像的预处理。本文选择了Kinect V2深度相机为研发设备,根据群猪图像采集需要,开发图像采集程序同时存储彩色图像和深度图像。通过Kinect官方SDK对彩色图像和深度图像进行配准预实验,并验证了群猪图像采集程序的实际性能。深度相机采集原始数据彩色图像和深度图像分辨率不同,本文使用Python得到彩色图像和深度图像的偏移量,通过Open CV的ROI裁剪彩色图和深度图重合部分,然后使用Open CV的resize函数和INTER_LINEAR函数,实现彩色图像和深度图像对齐处理。2)构建了基于深度学习语义分割的D_CNNet网络模型。基于深度学习的方法,重新定义卷积神经网络的基本运算操作符卷积运算和池化运算,对传统运算符重新编译成深度感知卷积算子和深度感知池化算子,在模型训练过程中就融合RGB图像和Depth图像信息,并且网络整体参数量并不耗费过多计算资源,在此基础上提出了使用深度感知算子的群猪图像分割网络D_CNNet。试验结果表明,结合RGB图像与Depth图像信息的群猪图像分割网络模型,能对猪舍内的猪群实现较好的分割效果,在训练集与验证集上的像素分割准确度分别达到了97.99%与98.00%。3)研发了基于RGB-D实例分割的Double FPNet网络模型。基于实例分割Mask R-CNN基础上改进为双金字塔特征提取网络,分别提取RGB图像和Depth图像特征后进行特征融合,然后输入区域生成网络提取预选锚(ROI)和改变后的共享特征输入Head网络,计算ROI目标的类别、回归和掩模三个分支,输出检测定位和分类分割结果。试验结果表明,本文改进的特征金字塔网络能有效解决颜色相近、个体相似群猪粘连影响,实现单个仔猪区域的完整分割,分割准确度达到89.25%,训练GPU占有率为77.57%。与Mask R-CNN分割方法结果对比分析,识别准确度高出14.25个百分点。
其他文献
在大规模多输入输出(Massive Multiple-Input Multiple-Output)系统中,下行链路预编码可以有效的消除用户间干扰和信道噪声,从而提高系统的通信性能。传统的基于优化预编码算
互联网和物联网的高速发展使无线接口数量呈现指数级增长,为了使海量机器能进行高可靠通信,获得高速率、低延时的体验,基于5G通信候选技术之一的非正交多址接入(NOMA)技术得到了深入研究。与正交多址接入(OMA)相比,NOMA不仅有更高的频谱效率,还能满足海量接口的需求,因此研究协作NOMA系统的性能对系统参数设计具有重要意义。但无线通信的广播特性会使系统受到窃听和干扰的影响,为了提高物理层的安全性能
医学图像分割在医学研究、临床诊断、病理分析、手术计划、影像信息处理、计算机辅助技术等医学研究和实践领域有着广泛的应用和研究价值。目前,多数前沿的图像分割算法在特
移动4G技术的发展及智能手机的普及,世界各地的用户足不出户就可以在互联网上对电影、商品等进行评价。越来越多的研究者使用自然语言处理技术应对每秒都会增加数GB的文本信息,探究其内在的情感倾向并将其成功应用在社会舆情监督、股票投资等方面。以往的情感分析多是基于情感词典的方法和机器学习的方法,然而这些方法都是基于人工构建的规则和人工抽取的特征之上,人力成本高。另外基于one-hot词的向量表示上面临着“
羊骨架切割和检测识别是羊屠宰加工过程中的最难实现自动化的环节,部分发达国家已经实现了自动化屠宰分割加工,而我国分割和分类加工环节都由人工借助半自动化机械完成。由于
皮肤疾病种类繁多,但许多疾病外观相似,颜色相似,尤其是色素性皮肤疾病,通常类间差异细微且类内差异大。普通人想要辨认出其不同子类的可能性不大,而依靠领域专家又速度慢且
改革开放以来,尽管我国居民收入水平大幅提高,但并未均等享有发展成果,基尼系数持续高于国际警戒线,其中,城乡收入差距贡献较大,低收入群体,尤其是贫困人口多数位于农村地区。因此,缩小城乡收入差距,对缓解当前贫富差距过大现状具有重要意义。随着市场经济不断发展和完善,居民收入将高度依赖自身劳动供给,而劳动供给又内涵于个人人力资本。基于此,从人力资本结构角度出发,研究其在我国城乡收入差距形成过程中所起作用,
海冰占全球海洋面积的5%—8%,是极地海域和某些高纬度区域最突出的海洋灾害。我国每年都会有结冰现象出现,曾多次出现严重冰情,造成航运中断、钻井平台塌陷,船舶受损等严重海
在实际应用中,大量的工业系统都存在着严重的非线性特征,这给系统的分析带了巨大的困难。Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型将成熟的线性系统理论与灵活的模糊逻辑理论相结合,在以
本文针对工业结晶过程的温度调节装置,基于计算机采样信号在离散域设计采样控制系统,研究批次优化方法,给出一种用于连续结晶过程的温度集中监控平台设计方案。首先针对带有