[发明专利]自然采集牛脸图像的牛脸识别方法

权利要求书

1.一种自然采集牛脸图像的牛脸识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对自然状态下无遮挡的牛脸进行多视角拍摄，获得牛脸视频；

S2、对所述牛脸视频进行过滤，获得牛脸图像数据集；

S3、采用图像标注软件对所述牛脸图像数据集进行牛脸关键点信息的标注；

S4、对标注的所述牛脸图像数据集进行数据增强，获取数据增强后的牛脸图像训练数据集；

S5、将所述训练数据集送入CowDetect网络进行训练，得到牛脸检测与牛脸关键点识别模型；

S6、将所述训练数据集输入所述牛脸检测与牛脸关键点识别模型中，得到带有牛脸关键点信息的牛脸图像数据集，利用所述牛脸图像数据集的牛脸关键点信息，进行牛脸姿态校正，将牛脸姿态校正后的训练数据集作为牛脸识别训练数据集；

S7、将所述牛脸识别训练数据集送入CowFace网络进行训练，得到牛脸识别模型，通过所述牛脸识别模型比较特征向量的余弦相似度，对牛脸进行识别。

2.根据权利要求1所述的自然采集牛脸图像的牛脸识别方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括如下步骤：

S11、选择没有雾气干扰的晴朗天气，将拍摄时间集中在上午9点-下午2点之间，使用手机摄像头进行牛脸拍摄；

S12、将手机的图像分辨率设为720*1080，FPS设为30，对每头牛以俯视和平视的两个视角分别拍摄预定时间的视频。

3.根据权利要求1所述的自然采集牛脸图像的牛脸识别方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括如下步骤：

S21、对视频进行抽帧提取，提取间隔为5帧/秒；

S22、采用过滤算法对提取的每帧图像进行过滤，滤除相似度大于相似度阈值的图像。

4.根据权利要求3所述的自然采集牛脸图像的牛脸识别方法，其特征在于，所述步骤S22中的所述过滤算法，具体计算包括如下步骤：

S221、输入两张图像x和y，计算亮度均值l(x，y)，其中，亮度对比函数l(x，y)的计算公式如下：

；

其中，μ_x和μ_y分别为图像x和y的平均灰度值，c₁为常数；

S222、计算对比均值c(x，y)，其中，对比度对比函数c(x，y)的计算公式为：

；

其中，σ_x和σ_y分别为图像x和y的标准差，c_x、c_y和c₂为常数；

S223、计算结构对比值，其中，结构对比函数的计算公式为：

；

其中，σ_xy为图像x和y的协方差，c₃为常数；

S224、根据式（1）-式（3）的计算结果，得到相似度测量结果为：

；

最后，将相似度测量结果大于阈值的删除，阈值设置为0.6。

5.根据权利要求1所述的自然采集牛脸图像的牛脸识别方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括如下步骤：

S31、使用标注软件Labelme对所述牛脸图像数据集中的牛脸图像进行面部检测框的标注；

S32、在所述面部检测框内采用五点标记法进行牛脸的五个关键点的标注，五个关键点分别位于牛左眼中心、牛右眼中心、牛鼻中心、牛嘴唇左侧和牛嘴唇右侧的位置。