隨著智能化養(yǎng)殖的興起以及國家對食品安全管理重視的不斷加強(qiáng)，對動(dòng)物進(jìn)行準(zhǔn)確的身份識別已成為一個(gè)迫切需要解決的問題。

智慧農(nóng)牧業(yè)是以信息和知識為核心要素，通過將互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)牧業(yè)信息感知與智能控制的現(xiàn)代化農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)方式，是目前農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展從數(shù)字化到網(wǎng)絡(luò)化再到智能化的高級階段。清湛人智院當(dāng)前深度挖掘農(nóng)牧業(yè)，以動(dòng)物深度學(xué)習(xí)識別技術(shù)框架為切入點(diǎn)，逐步打造智慧農(nóng)業(yè)解決方案。

牛臉識別：

在目前的牛養(yǎng)殖業(yè)中，牛個(gè)體的健康狀況對奶制品和肉制品的質(zhì)量安全有很大影響，使得對牛個(gè)體健康狀況的監(jiān)測就顯得格外重要，因此對牛個(gè)體進(jìn)行精準(zhǔn)化養(yǎng)殖是當(dāng)前牛養(yǎng)殖業(yè)的首要任務(wù)。隨著牛養(yǎng)殖業(yè)開始向規(guī)?；较虬l(fā)展，大規(guī)模的集體養(yǎng)殖模式逐漸取代小型個(gè)體養(yǎng)殖。而在大規(guī)模的牛養(yǎng)殖業(yè)中，實(shí)現(xiàn)對牛個(gè)體健康狀況監(jiān)測以及奶、肉制品的精準(zhǔn)溯源，完善牛養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化養(yǎng)殖的關(guān)鍵在于對牛個(gè)體的身份識別。

圖1養(yǎng)牛場環(huán)境

針對牛的個(gè)體識別問題，清湛推出了一套基于深度學(xué)習(xí)的端到端識別系統(tǒng)，利用現(xiàn)場的攝像頭，在邊緣端進(jìn)行分析計(jì)算，并將識別的結(jié)果推送到相關(guān)平臺，進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析（擠奶量、擠奶頻次等）。

圖2清湛動(dòng)物識別框架

本系統(tǒng)中牛的ID識別準(zhǔn)確率在99%左右，可以滿足日常的身份識別使用。

圖3本系統(tǒng)對牛臉的識別情況

如果建立了準(zhǔn)確的行為監(jiān)測系統(tǒng)，那么有關(guān)奶牛個(gè)體（以及此類行為的潛在變化）的信息隨后可以用作健康、福利和生殖狀況的指標(biāo)。例如，

●為了預(yù)測奶牛的發(fā)情狀態(tài)，在自學(xué)習(xí)分類模型中使用了加速數(shù)據(jù)

●站立和躺下之間的轉(zhuǎn)換頻率也被認(rèn)為是即將產(chǎn)犢的一個(gè)可能指標(biāo)

●健康牛和患病牛在躺臥、站立和喂養(yǎng)行為方面存在顯著差異

●在酮癥和慢性跛行等疾病發(fā)病期間短期喂養(yǎng)行為的變化

●在哺乳期，嚴(yán)重跛足的奶牛吃得更少、更多，喂養(yǎng)時(shí)間更短

●觀察到患有輕度臨床乳腺炎的奶牛在躺臥行為和擠奶時(shí)間的行為變化

●發(fā)現(xiàn)跛腳牛的躺臥時(shí)間明顯更長，站立時(shí)間明顯更短

因此，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測牛的行為，并觀察其躺臥、站立和喂食的變化，可以檢測出牛的一些最常見疾病。

圖4牛行為識別

豬臉識別：

生豬的消費(fèi)產(chǎn)值成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要支柱。豬個(gè)體識別技術(shù)可協(xié)助豬場實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，記錄豬個(gè)體的成長資料。常見的豬個(gè)體識別技術(shù)如RFID 耳標(biāo)技術(shù)等成本高，且易感染寄生蟲引起并發(fā)癥，有一定的局限性。隨著圖像技術(shù)和深度學(xué)習(xí)的不斷發(fā)展，通過非接觸式的豬個(gè)體識別技術(shù)減少養(yǎng)豬場職工數(shù)量、監(jiān)測疫病、降低養(yǎng)殖成本已成為必然趨勢。

圖5豬臉識別框架

以豬舍環(huán)境下豬的臉部圖像為基礎(chǔ)，提出了一種基于多尺度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在多變環(huán)境下的豬個(gè)體身份識別模型。利用改進(jìn)的多尺度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該模型實(shí)現(xiàn)了深度和寬度的擴(kuò)展。

圖6豬臉識別算法示例

我們提出的針對臉部特征的豬個(gè)體身份識別模型是有效的，并在多變環(huán)境下具有較高的識別率和魯棒性。

拓展：

隨著智能化養(yǎng)殖的興起以及國家對食品安全管理重視的不斷加強(qiáng)，對動(dòng)物進(jìn)行準(zhǔn)確的身份識別已成為一個(gè)迫切需要解決的問題。利用面部識別技術(shù)對動(dòng)物身份進(jìn)行識別不僅可以幫助養(yǎng)殖企業(yè)實(shí)現(xiàn)對個(gè)體牲畜的精準(zhǔn)化智能管理，而且為食品安全追溯和商業(yè)保險(xiǎn)理賠中的身份驗(yàn)證問題提供了一個(gè)安全、有效、便捷的解決方案。因此，進(jìn)行動(dòng)物面部識別的相關(guān)研究落地具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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