[发明专利]一种计算机视觉的母猪哺乳行为识别方法

权利要求书

1.一种计算机视觉的母猪哺乳行为识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采集哺乳期母猪和仔猪的俯视视频，并获取光流图像序列；

2)根据每帧的光流分布特征，计算哺乳运动像素的运动强度、占空比和空间聚集度，提取关键帧；

3)采用DeepLab深度网络分割关键帧中的母猪和仔猪，并利用形状匹配算法及母猪和仔猪空间分布特征，自动定位出哺乳的时空感兴趣区域；

4)在时空感兴趣区域中设置识别单元，提取识别单元中仔猪的运动特征，特征包括仔猪运动分布指数特征和基于母猪腹线的法线方向光流的仔猪吸吮运动特征；

5)将识别单元中提取的仔猪运动特征输入预设的SVM分类模型，实现母猪哺乳行为自动识别，包括以下步骤：

5.1)先对预设SVM分类模型进行训练，具体如下：

获取带有行为标记的识别单元；

对带有行为标记的识别单元中的光流图像序列样本进行特征提取，获得与所述带有行为标记的识别单元中的光流图像序列样本对应的光流特征；

将所述光流特征输入预设的SVM分类模型，对预设的SVM分类模型进行训练；

5.2)将识别单元中提取的仔猪运动特征输入SVM分类模型，并根据SVM分类模型的输出结果对母猪哺乳行为进行识别。

2.根据权利要求1所述的一种计算机视觉的母猪哺乳行为识别方法，其特征在于：在步骤1)中，采集哺乳期母猪和仔猪的俯视视频，并获取光流图像序列，包括以下步骤：

1.1)在猪舍正上方安装摄像头，摄像头安装高度为2.5-2.7m处，获取包含1只母猪和9-13头仔猪的哺乳期母猪和仔猪的俯视视频，视频帧分辨率为960×540像素，帧率为5帧/秒；

1.2)利用光流法计算原始图像序列的光流图像序列。

3.根据权利要求1所述的一种计算机视觉的母猪哺乳行为识别方法，其特征在于：在步骤2)中，根据每帧的光流分布特征，计算哺乳运动像素的运动强度、占空比和空间聚集度，提取关键帧，包括以下步骤：

2.1)母猪与仔猪哺乳运动像素点光流强度阈值设定：利用直方图法统计哺乳及非哺乳像素光流特征强度，获得哺乳运动像素点光流强度I_nur≥2且I_nur≤30；

2.2)计算哺乳运动像素占空比O_nur，公式如下：

式中，N_nur表示哺乳运动像素点个数，N_total表示该光流图像所有运动像素点个数；

2.3)计算运动像素点个数低阈值和高阈值公式如下：

式中，表示所有仔猪标准像素面积，n_piglets表示仔猪个数，N_sow表示母猪标准像素面积；

2.4)计算运动聚集程度指数：计算所有运动像素之间的欧式距离的平均；

2.5)时间序列关键帧提取：如果某视频帧的哺乳运动像素占空比O_nur＞0.86且运动聚集程度指数Α_g＜3.0×10⁵且运动像素点个数满足则该帧为关键帧。