基于Horn-Schunck光流法的多目标反刍奶牛嘴部自动监测   总被引：1，自引：1，他引：0  

宋怀波  李通  姜波  吴倩  何东健 《农业工程学报》2018,34(10):163-171

奶牛反刍行为的智能监测对于奶牛健康及提升现代养殖业的水平具有重要意义。奶牛嘴部区域的自动检测是奶牛反刍行为智能监测的关键,该文提出一种基于Horn-Schunck光流法的多目标奶牛嘴部区域自动检测方法。利用Horn-Schunck光流法模型求取奶牛反刍视频中各时间序列图像的光流场,将各帧序列图像中运动较大的光流数据进行叠加,获取奶牛反刍时的候选嘴部区域,最后运用奶牛嘴部区域检测模型实现反刍奶牛嘴部区域的检测。为了验证算法的有效性,利用不同环境下获取的12段视频进行验证,选取的12段视频的每段时长10 s,每段视频帧数在250~280帧之间,结果表明,对于多目标奶牛,12段视频中有8段视频可以成功检测到反刍奶牛的嘴部区域;根据所定义的真实充盈率指标与检测充盈率指标,分别统计了8段成功检测反刍奶牛嘴部区域的视频检测结果,试验表明,8段视频中最大真实充盈率为96.76%,最小真实充盈率为25.36%,总体平均真实充盈率为63.91%;最大检测充盈率为98.51%,最小检测充盈率为43.80%,总体平均检测充盈率为70.06%。研究结果表明,将Horn-Schunck光流法应用于多目标奶牛嘴部区域的自动检测是可行的,该研究可为奶牛反刍行为的智能监测提供参考。  相似文献   

基于Lucas-Kanade稀疏光流算法的奶牛呼吸行为检测   总被引：2，自引：2，他引：0  

宋怀波  吴頔华  阴旭强  姜波  何东健 《农业工程学报》2019,35(17):215-224

奶牛呼吸行为的智能检测对于奶牛疾病的自动诊断及奶牛精准养殖具有重要意义。该研究基于Lucas-Kanade稀疏光流算法,提出了一种适合于非结构化养殖环境的无接触式单目标奶牛呼吸行为检测方法。通过在HSV颜色空间完成奶牛目标的提取,然后通过Canny算子和掩模操作完成奶牛所有花斑边界的检测,再利用Lucas-Kanade稀疏光流算法计算提取奶牛花斑边界光流,最后根据视频序列帧中花斑边界平均光流的方向变化规律实现奶牛呼吸行为的检测。为了验证本研究算法的有效性,利用不同环境下获取的105段共计25 200帧数据进行了测试,并与基于整体Lucas-Kanade光流法、整体Horn-Schunck光流法和基于花斑边界的Horn-Schunck光流法进行了对比验证。试验结果表明,该研究算法的帧处理耗时在0.10～0.13 s之间,在试验视频上的平均运行时间为14.14 s。奶牛呼吸行为检测的准确率为83.33%～100%之间,平均准确率为98.58%。平均运行时间较基于整体Lucas-Kanade光流法的呼吸行为检测方法慢1.60 s,较Horn-Schunck整体光流的呼吸行为检测方法快7.30 s,较基于花斑边界的Horn-Schunck光流法快9.16 s。呼吸行为检测的平均准确率分别高于3种方法 1.91、2.36、1.26个百分点。研究结果表明,通过Lucas-Kanade光流法检测奶牛花斑边界平均光流方向变化实现奶牛呼吸行为检测是可行的,该研究可为奶牛热应激行为的自动监测及其他与呼吸相关疾病的远程诊断提供参考。  相似文献   

果实目标深度学习识别技术研究进展   总被引：1，自引：0，他引：1  

宋怀波  尚钰莹  何东健 《农业机械学报》2023,54(1):1-19

机器视觉技术是果实目标识别与定位研究的关键。传统的目标识别算法准确率较低、检测速度较慢,难以满足实际生产的需求。近年来,深度学习方法在果实目标识别与定位任务中表现出了优良的性能。本文从数据集制备与果实目标识别模型两方面进行综述,总结了数据集制备相关的有监督、半监督和无监督3种方法的特点,按照深度学习算法的发展历程,归纳了基于深度学习的果实目标检测和分割技术的常用方法及其实际应用,轻量化模型的研究进展及其应用情况,基于深度学习的果实目标识别技术面临的问题和挑战。最后指出基于深度学习的果实目标识别方法未来发展趋势为：通过弱监督学习来降低模型对数据标签的依赖性,提高轻量化模型的检测速度以实现果实目标的实时准确检测。  相似文献   

基于卷积神经网络的奶牛个体身份识别方法   总被引：5，自引：14，他引：5  

赵凯旋  何东健 《农业工程学报》2015,31(5):181-187

视频分析技术已越来越多地应用于检测奶牛行为以给出养殖管理决策,基于图像处理的奶牛个体身份识别方法能够进一步提高奶牛行为视频分析的自动化程度。为实现基于图像处理的无接触、高精确度、适用性强的奶牛养殖场环境下的奶牛个体有效识别,提出用视频分析方法提取奶牛躯干图像,用卷积神经网络准确识别奶牛个体的方法。该方法采集奶牛直线行走时的侧视视频,用帧间差值法计算奶牛粗略轮廓,并对其二值图像进行分段跨度分析,定位奶牛躯干区域,通过二值图像比对跟踪奶牛躯干目标,得到每帧图像中奶牛躯干区域图像。通过理论分析和试验验证,确定了卷积神经网络的结构和参数,并将躯干图像灰度化后经插值运算和归一化变换为48×48大小的矩阵,作为网络的输入进行个体识别。对30头奶牛共采集360段视频,随机选取训练数据60 000帧和测试数据21 730帧。结果表明,在训练次数为10次时,代价函数收敛至0.0060,视频段样本的识别率为93.33%,单帧图像样本的识别率为90.55%。该方法可实现养殖场中奶牛个体无接触精确识别,具有适用性强、成本低的特点。  相似文献   

用模糊神经网络提高洪峰预报精度的研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

张海亮  何东健  吴建华 《中国农学通报》2005,21(9):397-399

在大量研究的基础上,提出了基于模糊理论的神经网络改进算法,用来提高对洪峰的预报精度。该方法在网络训练时引入模糊理论来确定网络误差修改的程度。引入的算法增大了大值输出样本和期望输出的误差,使得网络向着提高洪峰拟合精度的方向修改权重。应用表明,改进的模糊BP神经网络能够较好的反映洪水演进机理,提高了神经网络洪水预报模型对洪峰的预报精度,保证了洪峰预报的可靠性。  相似文献   

基于MATLAB环境下球杆系统PID控制器设计   总被引：5，自引：0，他引：5  

张志勇  何东健  张建锋  张军辉 《农机化研究》2006,(5):103-105

在机械控制系统中，不稳定系统的控制问题是公认的控制难点，由于不稳定控制系统具有一定的危险性，常给研究带来了不小麻烦。为此，对球杆系统做了介绍，设计了PID控制器，并应用MATLAB编程求出满足指标的参数值集合，缩短了参数的调试时间，验证了PID控制器设计及编程方法的正确性。  相似文献   

基于快照集成卷积神经网络的苹果叶部病害程度识别     

刘斌  徐皓玮  李承泽  宋鸿利  何东健  张海曦 《农业机械学报》2022,53(16):286-294

针对苹果叶部病害程度识别准确率低的问题,构建了一种基于快照集成方法的苹果叶部病害程度识别模型。首先,通过多种数字图像处理技术对原始苹果叶部病害图像进行数据增强;然后,选取InceptionResNet V2作为基模型,引入CBAM模块提升网络的特征提取能力,使用焦点损失函数缓解苹果叶部病害数据集类别不平衡问题;最后,通过快照集成方法进行模型集成,得到苹果叶部病害程度识别模型。利用苹果黑星病和锈病的早期和晩期病害数据集进行了模型验证,准确率高达90.82%,比单一InceptionResNet V2模型的准确率提高了2.50个百分点。实验结果表明,基于快照集成的识别模型准确率较高,为苹果叶部病害程度识别研究提供了参考。  相似文献   

基于改进YOLO v3模型的挤奶奶牛个体识别方法   总被引：3，自引：0，他引：3  

何东健  刘建敏  熊虹婷  芦忠忠 《农业机械学报》2020,51(4):250-260

为实现无接触、高精度养殖场环境下奶牛个体的有效识别,提出了基于改进YOLO v3深度卷积神经网络的挤奶奶牛个体识别方法。首先,在奶牛进、出挤奶间的通道上方安装摄像机,定时、自动获取奶牛背部视频,并用视频帧分解技术得到牛背部图像;用双边滤波法去除图像噪声,并用像素线性变换法增强图像亮度和对比度,通过人工标注标记奶牛个体编号;为适应复杂环境下的奶牛识别,借鉴Gaussian YOLO v3算法构建了优化锚点框和改进网络结构的YOLO v3识别模型。从89头奶牛的36790幅背部图像中,随机选取22074幅为训练集,其余图像为验证集和测试集。识别结果表明,改进YOLO v3模型的识别准确率为95.91%,召回率为95.32%,mAP为95.16%, IoU为85.28%,平均帧率为32f/s,识别准确率比YOLO v3高0.94个百分点,比Faster R-CNN高1.90个百分点,检测速度是Faster R-CNN的8倍,背部为纯黑色奶牛的F1值比YOLO v3提高了2.75个百分点。本文方法具有成本低、性能优良的特点,可用于养殖场复杂环境下挤奶奶牛个体的实时识别。  相似文献   

面向精准农业的农田土壤成分实时测定研究进展   总被引：1，自引：6，他引：1  

何东健  杨成海  杨青  兰玉彬  杨福增  赵友亮 《农业工程学报》2012,28(7):78-85

为了开发土壤成分田间实时测定仪,在分析土壤养分实时测定需求的基础上,归纳了土壤主要成分测试项目及常规化学分析法、基于光电分色和电化学传感器测定法、土壤电导率间接测定法,重点对近红外光谱分析法测定土壤成分的基本原理、实验室研究、仪器原型开发和田间试验结果等进行论述。所阐述的方法、仪器原型和提出尚需解决的几个科学问题,对研究、开发土壤成分实时测定仪具有一定的指导作用和参考价值。  相似文献   

茶叶鉴定专家系统的研究与开发   总被引：2，自引：0，他引：2  

李姣  何东健  杜子鲁 《现代农业装备》2006,(2):55-58

针对以往茶叶评定专家系统不足之处,用人工神经网络,建立一个功能完备的茶叶鉴定专家系统,并获得良好的分析结果,为茶叶理化分析的智能化研究奠定基础。  相似文献