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将全景切割用到养猪场AI养猪究竟靠不靠谱

2020-05-25 16:39:03 来源:腾讯生活 作者:责任编辑NO。郑子龙0371

机器之心报导

参加:Racoon、张倩、Jamin

全景切割将实例切割与语义切割一致起来,自提出之后一向被用于切割街景等图画。但最近,有人把这项技能用到了养猪场。

许多研讨标明,咱们咱们能够经过猪的日常行为来揣度其健康状况,所以怎么有用调查「猪」的行为显得极其重要,这能够确保咱们在「必要时」采纳敏捷的干涉举动,以确保猪的健康状况。

长期调查动物的行为很难人工完结,因而通常情况下采纳的方案是运用根据传感器的主动化体系。

主动辨认体系的运用能够大大简化对猪的行为的研讨,尤其是根据计算机视觉的体系。其优势在于,它们能够对方针进行有用的状况评价,一起也不或许影响动物的正常行为。近年来,这一方向的研讨现已引入了深度学习的办法,并表现出不错的效果。传统意义上的「方针」和「要害点」检测器已被用于检测单个动物。虽然效果杰出,可是鸿沟框以及稀少要害点无法追寻动物的概括,从而会导致丢掉许多有用信息。

因而,来自德国基尔大学和哥廷根大学的研讨者开发了一套用在养猪场的全景切割体系。他们依照相对较新的界说进行猪的全景切割,意图在于对单个猪进行像素级的准确切割。为完结以上意图,他们提出了一种用于语义切割的神经网络结构,以及不同的网络骨干(network heads)与后处理办法(postprocessing methods)。运用生成的实例切割蒙版,之后可拿来猜测动物的巨细或体重等信息。

该办法在带有 1000 个手艺符号图画的数据集进步行了测验,虽然也存在遮挡物和镜头污染(dirty lenses)之类的搅扰,但仍可到达约 95%的检测精度(F1 分数)。

论文链接:https://arxiv.org/pdf/2005.10499.pdf

办法

论文所提办法的意图是:运用安装在猪圈上方的摄像头收集图片,之后对图片中一切的猪进行全景切割。全景切割是语义切割与实例切割的结合,其间语义切割将布景与猪差异开来,实例切割用于差异不同个别的猪,如下图所示。

图 2:论文中不同切割试验的可视化效果图。

论文所提出的全景切割办法是对经典语义切割的扩展。切割使命被分为如下四个独立的试验,来逐渐添加其复杂度:

二值切割

语义切割

结合二值切割与像素嵌入的准确像素级实例切割(pixel precise instance segmentation)

像素嵌入与身体部位切割相结合的猪头朝向辨认

以上一切试验均运用了相同的网络结构。仅对最终一层网络进行相应调整,以得到需求的输出。因而,论文所提结构能够适用于以上不同试验。整个切割结构如下图所示。

图 3:论文所提切割结构示意图。

试验

这项研讨所运用的数据来自一家传统的仔猪养殖场。这儿共安装了 5 个摄像头,每个摄像头掩盖两个 5.69 平方米的畜栏,每个畜栏最多有 13 头猪。这些猪 27 天大时入栏,在养殖场里待 40 天。该数据集包含养殖场四个月的数据。然后从一切可用视频中随机选取 1000 个分辨率为 1280x800 像素的帧,并进行人工标示。

在二值切割中,该网络猜测特定像素的类别归于猪或布景的概率,猜测准确率如下表 2 所示:

表 2:二值切割试验的准确率成果。

在类别切割使命中,将猪的类别内核设置为椭圆巨细的 50%(见图 8c)。下表 3 展现了试验成果:

表 3:类别切割和组合切割中对提取椭圆的检测成果。

关于猪头朝向的辨认,该研讨运用了与曾经相同的组合网络,差异在于用身体部位切割替换了之前的二值切割。试验成果见下表 4:

表 4:猪头朝向的辨认成果。该网络能够正确辨认 94%的猪头朝向(真阳性)。

图 8:不同试验对示例图画的处理成果。

AI 养猪,究竟靠不靠谱?

众所周知,AI 养猪并不是一个刚刚鼓起的概念,早在两三年前就现已被炒得很火,阿里、京东等巨子也纷繁进场。但在这场热潮背面,业界外人士纷繁质疑:AI 养猪,究竟靠不靠谱?

咱们质疑的点主要在于,首要,在养猪职业参加 AI 究竟有没有处理养猪的痛点?从现在的发展来看,阿里、京东以及上文介绍的论文作者都聚集于用老练的计算机视觉等技能来改进传统养猪职业的某个流程。但有人指出,他们所处理的或许并不是根本问题,而与该职业本钱休戚相关的饲料本钱、生物本钱、固定资产本钱等问题其实跟 AI 关系不大。因而,AI 仅仅起到了一个如虎添翼「可有可无」的效果。

选自知乎用户 @Long 的答复。

选自知乎用户 @ 付光栋(华中农业大学农业推行硕士)的答复。

其次,有位养猪设备从业者指出,现在,许多猪场都还没有完结信息化的进程,也没有大数据的堆集,因而要想一步跨入人工智能或许有点困难。因而,要完结真实的人工智能养猪,首要需求处理猪场的信息化建造问题,把猪场的猪、物、人都归入到信息化办理中,养猪数据才会逐渐堆集起来。

当然,AI 养猪也有其本身的优势,如削减人力的运用以及人与猪的触摸。前者在 AI 技能本钱下降之后有助于削减养猪的总人力本钱,而后者有助于改进养猪从业者的工作环境并下降疾病感染危险。

并且,AI 养猪或许还能够为程序员供给一个新的工作方向:

选自知乎用户 @ 王忻(动物遗传育种与繁衍博士)的答复。

参阅链接:https:///question/266824590

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