[发明专利]生猪行为自动监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及动物行为监测技术领域，特别涉及一种融合视频与传感器信息的生猪行为自动监测系统及方法。

背景技术

我国是世界上最大的猪肉生产国和消费国，猪肉作为人们日常生活必不可少的消费品和营养品，其产量和质量与人民的健康生活息息相关。虽然我国已基本形成高密度、集中化的养猪体系，但是仍然存在着猪肉质量不高、出栏率低、生产效率低、养猪成本居高不下等诸多问题。其主要原因在于生猪养殖过分依赖劳动密集型的粗放型经营，生产过程自动化水平低，各生产环节中处置的精准性、针对性明显不足，不能有效地察觉猪在成长过程中的生理、心理需求和变化，导致猪福利下降、猪肉营养价值不高、养殖资源大量浪费等问题。

因此，在养猪生产活动中，高效、主动的监控生猪的各种行为，主动地维护生猪的正常行为，及时准确地诊断异常行为，对于提高商品猪的养殖生产效率、维护猪的福利、提高猪肉的营养水平都有十分重要的经济意义，这也是当前精准养殖所研究的主要方向。当前，我国主要采用传统的人工观察方法对猪的行为进行观察判断，不仅费时费力、效率不高，而且由于人的时间精力限制，很容易忽视养殖过程中的一些异常的行为表现，从而造成严重的经济损失。

发明内容

（一）所要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种融合视频与传感器信息的生猪行为自动监测系统及方法，以解决现有生猪养殖方法中存在的人工监测费时费力、效率不高，且无法科学、准确、全面地监测生猪行为的问题。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种生猪行为自动监测系统，所述系统包括依次相连的多模态信息采集模块、多模态信息融合模块和行为识别模块，其中：

所述多模态信息采集模块包括一个或多个摄像机，用于通过摄像机采集生猪养殖的视频信息，还包括多个微型传感器，用于通过微型传感器采集每个生猪个体的时序运动信息，所述时序运动信息包括生猪个体运动的加速度或运动方向；

所述多模态信息采集模块通过有线或无线的方式将采集到的多模态信息发送给所述多模态信息融合模块，所述多模态信息包括摄像机采集的视频信息和微型传感器采集的时序运动信息；

所述多模态信息融合模块用于将所述多模态信息中的视频信息与时序运动信息进行对齐同步，获得每个生猪个体的多模态信息，然后对每个生猪个体的多模态信息进行特征抽取，并将得到的每个生猪个体的多模态特征发送给所述行为识别模块；

所述行为识别模块用于根据每个生猪个体的多模态特征，识别出每个生猪个体的静态行为或动态行为。

可选的，所述多模态信息采集模块包括视频信息采集子模块、传感器信息采集子模块和数据传输子模块，其中：

所述视频信息采集子模块包括一个或多个摄像机，用于通过摄像机采集生猪养殖的视频信息，并将采集的视频信息传送给所述数据传输子模块；

所述传感器信息采集子模块包括多个微型传感器，用于通过微型传感器采集每个生猪个体的时序运动信息，并将采集的时序运动信息传送给所述数据传输子模块；

所述数据传输子模块用于通过有线或无线的方式将接收到的多模态信息发送给所述多模态信息融合模块。

可选的，所述多模态信息融合模块包括对齐同步子模块和特征抽取子模块，其中：

所述对齐同步子模块用于接收来自所述多模态信息采集模块的多模态信息，将所述多模态信息中的视频信息与时序运动信息进行对齐同步，获得每个生猪个体的多模态信息，并将每个生猪个体的多模态信息传送给所述特征抽取子模块；

所述特征抽取子模块用于对每个生猪个体的多模态信息进行特征抽取，并将得到的每个生猪个体的多模态特征发送给所述行为识别模块。

可选的，所述特征抽取子模块用于从每个生猪个体的视频信息中提取生猪个体的形状特征和关键语义场景的语义特征，并从每个生猪个体的时序运动信息中提取时域特征和频域特征，然后将得到的每个生猪个体的多模态特征发送给所述行为识别模块，所述多模态特征包括生猪个体的形状特征、语义特征、时域特征和频域特征。

可选的，所述行为识别模块包括行为分类子模块、静态行为识别子模块和动态行为识别子模块，其中：

所述行为分类子模块用于接收每个生猪个体的多模态特征，并根据生猪个体的时域特征，判定生猪个体的行为属于静态行为还是动态行为，若判定结果是静态行为，则将生猪个体的多模态特征传送给所述静态行为识别子模块，若判定结果是动态行为，则将生猪个体的多模态特征传送给所述动态行为识别子模块；