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基于机器视觉的圈养豪猪检测与基本行为识别方法研究

杨威 俞守华

杨威, 俞守华. 基于机器视觉的圈养豪猪检测与基本行为识别方法研究[J]. 福建农业学报, 2017, 32(9): 1021-1025. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.09.018
引用本文: 杨威, 俞守华. 基于机器视觉的圈养豪猪检测与基本行为识别方法研究[J]. 福建农业学报, 2017, 32(9): 1021-1025. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.09.018
YANG Wei, YU Shou-hua. Video Monitoring Behaviors of Captive-farmed Porcupines[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2017, 32(9): 1021-1025. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.09.018
Citation: YANG Wei, YU Shou-hua. Video Monitoring Behaviors of Captive-farmed Porcupines[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2017, 32(9): 1021-1025. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.09.018

基于机器视觉的圈养豪猪检测与基本行为识别方法研究

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.09.018
基金项目: 

广东省科技计划项目 2012A020602043

详细信息
    作者简介:

    杨威(1990-), 男, 硕士研究生, 研究方向:农业信息化(E-mail:dimitriyang@163.com)

    通讯作者:

    俞守华(1964-), 男, 博士, 教授, 研究方向:农业信息化系统工程(E-mail:segrad@scau.edu.cn)

  • 中图分类号: TP391.41

Video Monitoring Behaviors of Captive-farmed Porcupines

  • 摘要: 为了更好地了解豪猪的习性,提高豪猪人工养殖技术水平,本文设计了基于一种视频图像分析的圈养豪猪检测及基本行为识别方案。首先通过混合高斯模型背景建模法,对圈养豪猪养殖环境进行背景建模,标记出场景中的豪猪及其他运动物体轮廓,采用分类算法对识别出的轮廓进行分类,对豪猪的识别准确率达到86.34%;为了进一步提高准确率,引入图像局部特征ORB关键点作为分类属性,使豪猪的识别准确率提升到93.23%;在此基础上,以饲养池结构及豪猪活动实际情况为判断依据建立圈养豪猪行为识别模型,实现了对豪猪静息、进食、饮水、排泄、啃咬铁门及水槽等7种基本行为的识别。
  • 图  1  典型的豪猪饲养池布局

    Figure  1.  A typical porcupine pan

    图  2  豪猪视频图像处理流程

    Figure  2.  Flowchart on video image processing of porcupine activities

    图  3  豪猪饲养池前景掩码

    Figure  3.  Foreground masks on porcupine pan

    图  4  豪猪检测结果

    Figure  4.  Results of porcupine behavior detection

    图  5  豪猪行为识别判断流程

    Figure  5.  Behavior detection process of porcupine

    图  6  4种特征点检测结果对比

    注:A为Shi-Tomasi,B为SURF,C为SIFT,D为ORB。

    Figure  6.  Results of 4 key point detection algorithms

    图  7  ORB关键点检测及分组

    A为输入图像,B为ORB特征点检测,C为特征点提取,D为特征点分组。

    Figure  7.  ORB key point detection and classification

    表  1  4种特征点算法运行时间

    Table  1.   Running time of 4 key point detection algorithms

    算法 Shi-Tomas SIFT SURF ORB
    时间/ms 31416.3 602.262 126.081 20.7
    下载: 导出CSV

    表  2  几种分类算法的识别准确率比较

    Table  2.   Comparison of recognition accuracy among classifiers

    (单位/%)
    分类算法 1只豪猪 2只豪猪 3只豪猪 平均值
    J48 86.10 89.40 72.90 86.43
    J48C 92.30 96.00 91.40 93.23
    BAYESNET 81.20 89.60 81.40 83.39
    BAYESNETC 83.90 94.50 94.30 87.07
    C-SVM 85.50 88.10 4.30 82.93
    C-SVMC 88.40 84.10 80.00 86.95
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-07
  • 修回日期:  2017-06-01
  • 刊出日期:  2017-09-28

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