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“豬臉識別”來了破解養(yǎng)殖戶看動物“臉盲”難題

2022-05-01 15:21:47 來源：新京報 A+A-

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，精準地管理每一只動物,，動物面部識別技術的進步,，或許是關鍵一環(huán)。

近日,，記者從中國農(nóng)業(yè)科學院獲悉，該院農(nóng)業(yè)信息研究所機器視覺與農(nóng)業(yè)機器人創(chuàng)新團隊在動物面部智能識別方面取得新進展,，獲得了更加精準的動物面部識別能力,，研究成果發(fā)表在《圖像處理會刊(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)特定的個體？在規(guī)?；酿B(yǎng)殖中,，因防疫、標準化飼喂等原因,，這種精準識別的要求越來越迫切,。

然而，只有少數(shù)經(jīng)過特殊訓練,，或者長時間和動物打交道的人,，才能區(qū)分不同的動物。

團隊負責人,、農(nóng)科院信息所農(nóng)業(yè)信息技術事業(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,，其實人是可以分辨動物的,，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準,、秀氣等?！暗蠖鄶?shù)人不具備這樣的能力,，面對動物，還是會臉盲,?！辈裥憔暾f。

在傳統(tǒng)的小農(nóng)戶養(yǎng)殖模式下,，對動物“臉盲”并不是什么重要的問題,，但在規(guī)模化養(yǎng)殖的時代,，精準管理的需求越來越高,，怎樣破解“臉盲”的問題，了解每一只動物的實時變化,？“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)殖的個體化管理等,。”柴秀娟說,。

精準管理的過去與未來

在動物面部識別技術出現(xiàn)之前,，規(guī)模化的養(yǎng)殖場如何實現(xiàn)精準管理呢？

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，管理不同的個體,，比如剪耳標或植入電子耳標的方式,，這種方式容易造成動物感染或其他應激反應，而且成本比較高,。

隨著人臉識別技術的普及,，每個人的手機上，至少有一種可以人臉解鎖,、人臉識別的軟件,。如今，技術的邊界正在不斷拓寬,，動物面部識別技術亦是如此,。

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

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

深度學習的識別邏輯

認識一只特殊的豬,，究竟要靠哪些特征？

柴秀娟介紹,，新技術采用的識別邏輯，主要根據(jù)動物整個面部的紋理特征，尤其是眼睛,、鼻子周圍等關鍵部位的深度特征,，通過深度學習的技術，實現(xiàn)精準識別,。

“豬臉識別”來了破解養(yǎng)殖戶看動物“臉盲”難題

科研人員采集動物圖像,。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，在識別動物身份的時候,，這些特征權(quán)重更高,，”柴秀娟說，“動物面部識別是通過深度特征提取和匹配算法來實現(xiàn)身份的對應,，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,，但有時候,，卻又會出現(xiàn)奇妙的對應?！?/p>

和人類不同,，豬、牛等動物,，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,，六個月內(nèi)可以長到兩三百斤，相貌必然大變,，動物面部識別技術,，可以適應豬的生長速度嗎？對此,，柴秀娟介紹,，“在識別的技術流程中，這個問題不難解決,，身份對比的集合,，在識別的過程，也在動態(tài)更新,，相當于一直在追蹤它的成長,?！?/p>

豬臉識別能做什么？

精準識別動物,，告別人對動物的“臉盲”,，到底有何作用？

柴秀娟介紹,，動物臉部識別技術的應用前景非常廣泛,，“新技術通過大量信息，建立起動物個性化的模型,，它所集納和關聯(lián)的信息非常多,，比如基本的身體數(shù)據(jù)、飲水量,、進食量,、體溫、運動量等,，這些信息,，不僅可以幫助養(yǎng)殖者準確地認識每一只動物，還可以精準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)動物疫病，是降低損失,、甚至把疫病扼殺在源頭的關鍵,，柴秀娟介紹，“精準識別在防疫方面,，有非常重要的意義,。”

此外,，動物臉部識別,，可以讓養(yǎng)殖者隨時掌握動物的飲食情況，“對精準飼喂,，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,。

新京報記者周懷宗