基于YOLOv5模型的仔猪社交识别方法研究

文献类型： 中文期刊

第一作者： 冯兴尧

作者： 冯兴尧;王海峰;朱君;孙想;邱阳;李斌

作者机构：

关键词： 仔猪;YOLOv5;K-means;社交;深度学习

期刊名称： 中国猪业

ISSN： 1673-4645

年卷期： 2024 年 19 卷 001 期

页码： 73-83

摘要： 精准识别仔猪间社交关系对了解仔猪内部社交和预警异常仔猪具有重要意义.针对传统方法在仔猪社交识别时存在的人工依赖多、劳动强度大、观测效率低等问题,本研究借助机器视觉与深度学习技术,提出了一种基于改进的YOLOv5模型的仔猪社交识别研究方法.该研究以9头30~35日龄群养的长白二元杂交仔猪为研究对象,从顶部视角连续采集视频数据,经图像截取与数据增强共获得13 389张图像作为数据集.首先,选取Faster R-CNN、SSD、YOLOv4和YOLOv5这4种典型目标检测算法对数据集进行训练,通过对比分析,确定用于仔猪个体身份识别最优模型;然后依据K-means聚类算法确定仔猪社交中心,通过计算仔猪与社交中心的欧氏距离量化仔猪社交值,利用位置信息构建仔猪社交网络,绘制仔猪运动轨迹,获得社交正常与社交异常仔猪的识别阈值;最后,利用该阈值对仔猪进行分类,识别社交异常仔猪个体并实现预警.经测试,改进的YOLOv5对群养仔猪个体身份识别的平均精度均值达99.29%,模型大小为13.71 MB,满足仔猪身份识别需求,与YOLOv5、YOLOv4、SSD和Faster R-CNN模型相比,改进的YOLOv5平均精度均值分别提高了 0.26、1.97、12.74和4.31个百分点.通过统计仔猪社交值均值变化情况,发现正常与异常仔猪社交值均值差异明显,正常仔猪社交值均值范围[0.259~0.351],异常仔猪社交值均值范围[0.402~0.441],试验确定0.4为最佳社交判别阈值.该研究可为仔猪社交行为智能识别与异常早期预警提供方法参考.

分类号： S828%TP391.41

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