【摘要】：奶牛的規(guī)�；叙B(yǎng)殖導(dǎo)致糞尿過度集中,孳生了大量的有害雙翅目昆蟲,它們侵襲奶牛時(shí)引起奶牛應(yīng)激,奶牛會(huì)表現(xiàn)出擺尾、甩頭及踢腿等防御性護(hù)身行為,對(duì)奶牛的健康和生產(chǎn)水平產(chǎn)生極大的危害,且不同氣質(zhì)類型的奶牛其護(hù)身行為存在個(gè)體差異,因此,研究奶牛的護(hù)身行為,對(duì)研究雙翅目昆蟲侵襲對(duì)奶牛生理及生產(chǎn)性能的影響、養(yǎng)殖環(huán)境評(píng)價(jià)及奶牛的氣質(zhì)選育都很有意義。目前對(duì)奶牛護(hù)身行為的研究大都是通過人工觀察的方式來進(jìn)行,不僅工作強(qiáng)度大、主觀性強(qiáng),而且準(zhǔn)確度也低。本文研究了一種基于機(jī)器視覺技術(shù)的奶牛典型護(hù)身行為的智能識(shí)別方法,可實(shí)現(xiàn)無接觸、準(zhǔn)確無應(yīng)激的檢測識(shí)別奶牛護(hù)身行為。主要內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)為解決奶牛身體顏色復(fù)雜且與背景區(qū)分度低以及護(hù)身行為瞬時(shí)性、突發(fā)性帶來的檢測難題,本文提出了基于Shi-Tomasi角點(diǎn)檢測改進(jìn)的特征點(diǎn)檢測算法,可在有效減少非目標(biāo)區(qū)域特征點(diǎn)數(shù)量的同時(shí),準(zhǔn)確檢測到奶牛護(hù)身行為部位的特征點(diǎn),從而大大降低計(jì)算復(fù)雜度;提出了基于金字塔Lucas-Kanade光流法改進(jìn)的奶牛護(hù)身行為跟蹤算法,利用奶牛身體特征參數(shù)優(yōu)化包圍盒條件約束,實(shí)現(xiàn)擺尾、踢腿和甩頭三種不同奶牛護(hù)身行為的有效跟蹤,滿足了奶牛護(hù)身行為識(shí)別系統(tǒng)準(zhǔn)確性的要求。(2)本文通過對(duì)擺尾、踢腿和甩頭三種奶牛護(hù)身行為的特征向量深入分析研究,提取了旋轉(zhuǎn)角度、移動(dòng)距離、垂直位移、水平位移和包圍盒的面積、高寬比等9維特征向量,研究分析了每一類特征向量的相關(guān)性和特異性。利用三種典型護(hù)身行為的隨機(jī)樣本數(shù)據(jù)建立了循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的分類識(shí)別效果。(3)本文開發(fā)的奶牛護(hù)身行為智能識(shí)別系統(tǒng)以奶牛身體的細(xì)節(jié)部位作為跟蹤目標(biāo),采用改進(jìn)的角點(diǎn)檢測和光流跟蹤算法,跟蹤檢測奶牛的護(hù)身行為,提取奶牛護(hù)身行為的典型特征向量,以機(jī)器學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ),研究建立循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,利用奶牛護(hù)身行為動(dòng)作的時(shí)間連續(xù)特性,實(shí)現(xiàn)奶牛擺尾、踢腿、甩頭三種典型護(hù)身行為的非交互式自動(dòng)識(shí)別。采用多種機(jī)器學(xué)習(xí)方法進(jìn)行識(shí)別效果對(duì)比,經(jīng)分析本文建立的循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)分類器模型準(zhǔn)確率達(dá)98.4%。通過與人工經(jīng)驗(yàn)對(duì)比,系統(tǒng)識(shí)別準(zhǔn)確率在[0.88,1],召回率在[0.87,1]。該方法可以避免因奶牛身體晃動(dòng)、背景細(xì)微的變動(dòng)和攝像機(jī)的抖動(dòng)帶來的誤檢,還可以適應(yīng)遮擋環(huán)境下的護(hù)身行為動(dòng)作檢測,具有較好的健壯性,為實(shí)現(xiàn)奶牛護(hù)身行為數(shù)字化、智能化分析提供了理論和技術(shù)支撐。
【圖文】：

穿扭式傳班.Fig.IVJeatableseusm

Ｈｕｈｔａｌａ等人也是使用傳感器，通過無線將信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫，對(duì)奶牛進(jìn)行跟逡逑蹤，該系統(tǒng)已經(jīng)具備一定的監(jiān)控能力，，但在實(shí)際應(yīng)用中，該方法測量值不夠穩(wěn)定，逡逑還需要進(jìn)一步的改進(jìn)才能精確跟蹤奶牛［３°］。從圖１和圖２中可以看出這種傳感器需逡逑要在奶牛頸部和背腹部捆綁安裝，會(huì)引起奶牛的不適，不利于監(jiān)測出準(zhǔn)確的體征參逡逑數(shù)。逡逑
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S823;TP391.41;TP18

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