隨著規(guī)?；B(yǎng)殖的發(fā)展，如何從大量養(yǎng)殖動物中精準(zhǔn)找出其中的某一個，成為精準(zhǔn)化、現(xiàn)代化養(yǎng)殖中不可或缺的一步。近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)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)在動物面部智能識別方面取得了新進(jìn)展。
團(tuán)隊(duì)以生豬為樣本，成功開發(fā)出一套精準(zhǔn)的“豬臉識別”技術(shù)。這套“豬臉識別”技術(shù)有什么高明之處，如何解決養(yǎng)殖戶們的“動物臉盲癥”？
養(yǎng)殖戶以耳標(biāo)作為動物的身份證
一直以來，人們欽佩于專業(yè)養(yǎng)殖戶的一項(xiàng)特殊技能：他們能從一堆同物種中一眼認(rèn)出哪只是自家養(yǎng)的，甚至能識別自養(yǎng)動物中的每一只。在傳統(tǒng)的小農(nóng)戶養(yǎng)殖模式下，這項(xiàng)本領(lǐng)的確可以練就。但在規(guī)模化養(yǎng)殖下，對動物“臉盲”的問題就越來越突出了。團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、中國農(nóng)科院信息所農(nóng)業(yè)信息技術(shù)事業(yè)部主任柴秀娟表示，在規(guī)?；酿B(yǎng)殖中，因防疫、標(biāo)準(zhǔn)化飼喂等原因，對動物精準(zhǔn)識別的要求越來越迫切。
柴秀娟介紹：“現(xiàn)在這種規(guī)?；酿B(yǎng)殖，對每只動物的身份做一個標(biāo)記，對個性化、精準(zhǔn)化的養(yǎng)殖是有好處的。我覺得現(xiàn)在對育肥豬的需求還沒有那么明顯，但是對于像母豬或者公豬的生長時間比較長，也比較貴，所以它們就特別需要比較精細(xì)化的個體信息記錄?！?/p>
如何在成千上萬只的豬群中，發(fā)現(xiàn)特定的個體呢？在動物面部識別技術(shù)出現(xiàn)之前，規(guī)模化的養(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(biāo)或植入電子耳標(biāo)的方式。但柴秀娟指出，這種侵入式的打耳標(biāo)不僅會對動物造成一定的傷害，成本也比較高。
柴秀娟表示：“侵入式會帶來個體的侵入式的傷害，然后會導(dǎo)致一些應(yīng)激反應(yīng)。比如有一些剪耳標(biāo)，或者帶了電子耳標(biāo)之后，它會有少量的感染。那感染的話就要給它注射抗生素，有一些豬的養(yǎng)殖環(huán)境是倡導(dǎo)‘無抗’喂養(yǎng)的，注射了抗生素就不符合‘無抗’喂養(yǎng)的條件了。還有一個成本的問題，電子耳標(biāo)每一個的價格在5到7塊錢，如果養(yǎng)的豬較多的話，其實(shí)成本還是很高的?！?/p>
動物面部識別技術(shù)提高了識別的精準(zhǔn)度
如今，技術(shù)的邊界正在不斷拓寬，動物面部識別技術(shù)同樣如此。與人臉識別技術(shù)一樣，現(xiàn)有的動物面部識別技術(shù)，多是基于一張圖像去進(jìn)行身份對比。但它有一個明顯的局限，人類會配合鏡頭，動物不會。為此，柴秀娟團(tuán)隊(duì)尋找到了一種準(zhǔn)確性更高的動物面部識別技術(shù)。他們設(shè)計(jì)的基于臉部原型的多尺度面部原型圖結(jié)構(gòu)，可以獲取更豐富的臉部語義信息，從而提升識別準(zhǔn)確率。
柴秀娟說：“我們提出的這個方法，是基于動態(tài)的小的視頻序列。也就是說，把多張圖像的信息融合起來，然后去做一個識別，它會提升識別的穩(wěn)定性和識別的精度?！?/p>
在這個過程中，科研人員發(fā)現(xiàn)，生豬的眼睛、鼻子周圍的部分特征，是諸多特征中的重點(diǎn)。
柴秀娟介紹：“我們獲取的就是它的圖像，把提取出來的圖像做一個可視化，大概會發(fā)現(xiàn)它比較重要的特征是集中在眼睛區(qū)域或者是鼻子區(qū)域，這部分區(qū)域在后續(xù)識別的時候權(quán)重會更高?！?/p>
該技術(shù)不斷克服難題，未來應(yīng)用場景廣泛
不過，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，相貌大變。為了適應(yīng)豬的生長速度，團(tuán)隊(duì)也會不停更新算法中的樣本數(shù)據(jù)。
柴秀娟表示：“在識別算法中，我們會對于注冊的樣本做一定時期間隔的更新，保證庫里面的這些樣本都是比較新進(jìn)的樣本，就逐漸地會克服掉隨著時間生長、周期變長，使得和最早注冊的樣本之間存在較大差異的問題?！?/p>
這項(xiàng)研究成果為智慧養(yǎng)殖場景下，動物身份識別技術(shù)相關(guān)研究提供了新的思路和解決方案。那么，這項(xiàng)技術(shù)如何投入應(yīng)用？養(yǎng)殖戶如何操作呢？柴秀娟介紹，養(yǎng)殖戶只需安裝一個帶有該技術(shù)的攝像頭，并在終端設(shè)備，比如手機(jī)、電腦上下載相應(yīng)的應(yīng)用軟件與攝像頭關(guān)聯(lián)即可。這就可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識別動物，告別人對動物的“臉盲”。柴秀娟介紹，動物臉部識別技術(shù)的應(yīng)用前景非常廣泛。
柴秀娟認(rèn)為：“其實(shí)要明確場景和需求，然后可以有針對性地去做。比如我想要在精準(zhǔn)飼喂的場景下使用，那么就在精準(zhǔn)飼喂的地方把身份識別的功能加載上去，它可能就需要關(guān)聯(lián)生豬飲水進(jìn)食、生豬體重，以及它的日齡信息，就是現(xiàn)在多大。這些數(shù)據(jù)通過身份的信息就可以關(guān)聯(lián)到每一個豬只的樣本，那么其實(shí)就可以去做后續(xù)很多的事情了，比如精準(zhǔn)飼喂、疫病預(yù)警、診斷防治，在后續(xù)動物的育種方面其實(shí)也會有很大的用處。”（總臺央廣記者 朱敏）
