在大規(guī)模養(yǎng)殖快速發(fā)展的今天，如何在成千上萬只養(yǎng)殖規(guī)模下,，精準(zhǔn)地管理每一只動(dòng)物，動(dòng)物面部識(shí)別技術(shù)的進(jìn)步,，或許是關(guān)鍵一環(huán),。

近日，記者從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉,，該院農(nóng)業(yè)信息研究所機(jī)器視覺與農(nóng)業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在動(dòng)物面部智能識(shí)別方面取得新進(jìn)展,，獲得了更加精準(zhǔn)的動(dòng)物面部識(shí)別能力，研究成果發(fā)表在《圖像處理會(huì)刊(IEEE Transactions on Image Processing)》上,。

科研人員現(xiàn)場采集圖像,。中國農(nóng)科院供圖

在豬群中找到特別的那只

如何在數(shù)百上千頭的牛群、成千上萬只的豬群中,，發(fā)現(xiàn)特定的個(gè)體,？在規(guī)模化的養(yǎng)殖中,，因防疫,、標(biāo)準(zhǔn)化飼喂等原因，這種精準(zhǔn)識(shí)別的要求越來越迫切,。

然而,，只有少數(shù)經(jīng)過特殊訓(xùn)練，或者長時(shí)間和動(dòng)物打交道的人,，才能區(qū)分不同的動(dòng)物,。

團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,、農(nóng)科院信息所農(nóng)業(yè)信息技術(shù)事業(yè)部主任柴秀娟介紹，在前期的調(diào)查中,，曾有養(yǎng)殖場的工人告訴她,，其實(shí)人是可以分辨動(dòng)物的，他們甚至能看出來哪只豬長得好看,，依據(jù)各有不同,，可能是某只豬的鼻子長得特別標(biāo)準(zhǔn)、秀氣等,?！暗蠖鄶?shù)人不具備這樣的能力，面對動(dòng)物,，還是會(huì)臉盲,。”柴秀娟說,。

在傳統(tǒng)的小農(nóng)戶養(yǎng)殖模式下,，對動(dòng)物“臉盲”并不是什么重要的問題，但在規(guī)?；B(yǎng)殖的時(shí)代,，精準(zhǔn)管理的需求越來越高，怎樣破解“臉盲”的問題,，了解每一只動(dòng)物的實(shí)時(shí)變化,？“我們的研發(fā)，主要是為了滿足現(xiàn)代化養(yǎng)殖中精準(zhǔn)管理的需求,，尤其是生豬養(yǎng)殖中對母豬的管理,，以及牧場中奶牛養(yǎng)殖的個(gè)體化管理等?！辈裥憔暾f,。

精準(zhǔn)管理的過去與未來

在動(dòng)物面部識(shí)別技術(shù)出現(xiàn)之前，規(guī)?；酿B(yǎng)殖場如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)管理呢,？

柴秀娟介紹，在過去,，大型養(yǎng)殖場主要依靠物理侵入的方式,，管理不同的個(gè)體，比如剪耳標(biāo)或植入電子耳標(biāo)的方式,，這種方式容易造成動(dòng)物感染或其他應(yīng)激反應(yīng),，而且成本比較高。

隨著人臉識(shí)別技術(shù)的普及,，每個(gè)人的手機(jī)上,，至少有一種可以人臉解鎖,、人臉識(shí)別的軟件,。如今，技術(shù)的邊界正在不斷拓寬,，動(dòng)物面部識(shí)別技術(shù)亦是如此。

現(xiàn)有的動(dòng)物面部識(shí)別技術(shù),，多是基于一張圖像去進(jìn)行身份對比，“這種方式,，信息有限,，而且，更關(guān)鍵的問題是,，人會(huì)配合鏡頭,，動(dòng)物不會(huì)?！辈裥憔暾f,。

為此，科研人員試圖尋找一種準(zhǔn)確性更高的動(dòng)物面部識(shí)別技術(shù),，“和圖片識(shí)別不同,，我們使用一段視頻做識(shí)別,，其實(shí)也可以認(rèn)為，用多張圖片,，一起對動(dòng)物的身份做一個(gè)刻畫,，以便在識(shí)別時(shí)，得到更加準(zhǔn)確的結(jié)果,?！?/p>

深度學(xué)習(xí)的識(shí)別邏輯

認(rèn)識(shí)一只特殊的豬，究竟要靠哪些特征,？

柴秀娟介紹,，新技術(shù)采用的識(shí)別邏輯,，主要根據(jù)動(dòng)物整個(gè)面部的紋理特征,，尤其是眼睛,、鼻子周圍等關(guān)鍵部位的深度特征,，通過深度學(xué)習(xí)的技術(shù),，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識(shí)別。

科研人員采集動(dòng)物圖像。中國農(nóng)科院供圖

“我們通過特征的可視化最終發(fā)現(xiàn),，眼睛,、鼻子周圍的部分特征,，是諸多特征中的重點(diǎn)，在識(shí)別動(dòng)物身份的時(shí)候,，這些特征權(quán)重更高,，”柴秀娟說,，“動(dòng)物面部識(shí)別是通過深度特征提取和匹配算法來實(shí)現(xiàn)身份的對應(yīng)，熟練的養(yǎng)殖員,，則通過各自不同的感官和喜好去判斷，兩者的根本邏輯不同,，但有時(shí)候,，卻又會(huì)出現(xiàn)奇妙的對應(yīng)?！?/p>

和人類不同,，豬、牛等動(dòng)物,，生長速度很快,，尤其是現(xiàn)代化養(yǎng)殖的品種，比傳統(tǒng)品種更快，一只豬從出生開始,，六個(gè)月內(nèi)可以長到兩三百斤,，相貌必然大變，動(dòng)物面部識(shí)別技術(shù),，可以適應(yīng)豬的生長速度嗎,？對此，柴秀娟介紹,，“在識(shí)別的技術(shù)流程中,，這個(gè)問題不難解決，身份對比的集合,，在識(shí)別的過程,，也在動(dòng)態(tài)更新，相當(dāng)于一直在追蹤它的成長,?！?/p>

豬臉識(shí)別能做什么？

精準(zhǔn)識(shí)別動(dòng)物,，告別人對動(dòng)物的“臉盲”,，到底有何作用？

柴秀娟介紹,，動(dòng)物臉部識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用前景非常廣泛,，“新技術(shù)通過大量信息，建立起動(dòng)物個(gè)性化的模型,，它所集納和關(guān)聯(lián)的信息非常多,，比如基本的身體數(shù)據(jù)、飲水量,、進(jìn)食量,、體溫、運(yùn)動(dòng)量等,，這些信息,，不僅可以幫助養(yǎng)殖者準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)每一只動(dòng)物，還可以精準(zhǔn)地掌握它的所有狀態(tài),?！?/p>

防疫是規(guī)模化養(yǎng)殖中最重要的環(huán)節(jié)之一,，而在防疫過程中,，盡早發(fā)現(xiàn)動(dòng)物疫病，是降低損失,、甚至把疫病扼殺在源頭的關(guān)鍵，柴秀娟介紹，“精準(zhǔn)識(shí)別在防疫方面,，有非常重要的意義,。”

此外,，動(dòng)物臉部識(shí)別,，可以讓養(yǎng)殖者隨時(shí)掌握動(dòng)物的飲食情況，“對精準(zhǔn)飼喂,，保障肉蛋奶產(chǎn)品的生產(chǎn)和供給,，也有非常大幫助?！辈裥憔暾f,。

新京報(bào)記者周懷宗