核—主成分分析與曲線積分法在奶牛體況評(píng)分中的應(yīng)用.pdf

1、奶牛體況評(píng)分是以奶牛體脂肪沉積為主要依據(jù)，用來(lái)衡量奶牛能量代謝狀況的一種重要評(píng)定方法，它在奶牛飼養(yǎng)管理中得到廣泛的應(yīng)用[1]。傳統(tǒng)的奶牛體況評(píng)分需要評(píng)分專家將觸摸判斷和視覺(jué)評(píng)估相結(jié)合，根據(jù)評(píng)分規(guī)則和專業(yè)經(jīng)驗(yàn)給出評(píng)分結(jié)果。這種評(píng)分方法不僅對(duì)專業(yè)人員的依賴性較高、耗時(shí)較長(zhǎng)，而且存在一定的主觀性差異。
　　本文提出兩種利用圖像處理技術(shù)進(jìn)行奶牛體況自動(dòng)評(píng)分的方法。通過(guò)研究奶牛體況評(píng)分的規(guī)則及標(biāo)準(zhǔn)，提取影響奶牛分?jǐn)?shù)的主要體貌特征，最后利用數(shù)

2、字圖像處理及模式識(shí)別技術(shù)對(duì)奶牛進(jìn)行體況自動(dòng)評(píng)分。
　　圖像處理是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行圖像修復(fù)、噪聲濾除、圖像增強(qiáng)、特征提取等處理的技術(shù)，它經(jīng)常應(yīng)用在軍事、氣象、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。模式識(shí)別是對(duì)客觀事物進(jìn)行剖析，提取可以描述、辨別客觀事物的特征的過(guò)程，它是人工智能的重要研究領(lǐng)域[2]。圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)在人臉識(shí)別等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，識(shí)別率高。目前，研究奶牛體況識(shí)別評(píng)分的人較少，這個(gè)領(lǐng)域的研究處于起步階段，還沒(méi)有一個(gè)規(guī)范統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)

3、，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的奶牛圖像庫(kù)可用，評(píng)分結(jié)果不夠理想。針對(duì)奶牛體況評(píng)分識(shí)別領(lǐng)域的研究不足，本文專注于奶牛體況自動(dòng)識(shí)別評(píng)分的研究，創(chuàng)建一個(gè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的奶牛圖像庫(kù)，提出兩種適合奶牛體況自動(dòng)評(píng)分的圖像識(shí)別方法，然后進(jìn)行識(shí)別評(píng)分。
　　本文的研究?jī)?nèi)容主要有以下幾點(diǎn):
　　(1)研讀奶牛體況評(píng)分的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析奶牛體型線性評(píng)分的文獻(xiàn)論文，仔細(xì)分析體況評(píng)分和體型線性評(píng)分的評(píng)定方法、評(píng)分關(guān)鍵點(diǎn)。了解奶牛的各個(gè)體貌特征占整體分?jǐn)?shù)的比例，并確定自動(dòng)評(píng)分

4、選取的奶牛部位。到奶牛養(yǎng)殖基地參觀學(xué)習(xí)，采集奶牛臀部正后方圖片，并記錄專業(yè)人員對(duì)奶牛的體況評(píng)分，為以后的試驗(yàn)學(xué)習(xí)提供材料。
　　(2)查閱人臉識(shí)別領(lǐng)域的論文資料，總結(jié)學(xué)習(xí)人臉識(shí)別的流程、特征提取算法和特征匹配算法，借鑒人臉識(shí)別的成功經(jīng)驗(yàn)，分析國(guó)內(nèi)外奶牛體況自動(dòng)評(píng)分的現(xiàn)狀，提出兩種基于圖像識(shí)別技術(shù)的奶牛體況自動(dòng)評(píng)分方法——臀部曲線積分法和核-主成分分析法。
　　(3)試驗(yàn)仿真階段，選取奶牛表面光滑、特征明顯的圖片進(jìn)行預(yù)處理。臀

5、部曲線積分法需要將圖片背景部分剪除，然后提取臀部特征曲線并進(jìn)行積分，得到的數(shù)值與各等級(jí)奶牛的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比得出相應(yīng)體況分?jǐn)?shù)。核-主成分分析法需要去除奶牛黑白花的影響，鎖定奶牛尾根部區(qū)域，利用核-主成分分析提取奶牛體況統(tǒng)計(jì)方面的特征，然后與訓(xùn)練樣本的特征數(shù)據(jù)對(duì)比得出奶牛體況分?jǐn)?shù)。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)可以歸納為如下三點(diǎn):
　　(1)在特征提取過(guò)程中，將霍夫變換應(yīng)用在奶牛尾部區(qū)域提取中，對(duì)奶牛特征的自動(dòng)提取有一定的幫助;
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