Reconocimiento de Conjuntos Abiertos de Vacas Individuales Basado en Transformación de Características Espaciales y Aprendizaje Métrico
Autores: Wang, Buyu; Li, Xia; An, Xiaoping; Duan, Weijun; Wang, Yuan; Wang, Dian; Qi, Jingwei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Reconocimiento de Conjuntos Abiertos de Vacas Individuales Basado en Transformación de Características Espaciales y Aprendizaje Métrico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Zootecnia
Palabras clave
Reconocimiento automatizado
Vacas individuales
Transformación de características espaciales
Aprendizaje métrico
Método de conjunto abierto
Distribuciones de orientación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
El reconocimiento automatizado de vacas individuales es fundamental para implementar la agricultura inteligente. Los métodos tradicionales de reconocimiento de vacas individuales desde una perspectiva aérea se basan principalmente en características de la espalda y tienen un rendimiento deficiente para vacas con distribuciones de orientación diversas y visibilidad parcial del cuerpo en el marco. Este estudio propone un método de conjunto abierto para el reconocimiento de vacas individuales basado en la transformación de características espaciales y el aprendizaje métrico para abordar estos problemas. Inicialmente, se diseñó un módulo de extracción de características profundas de transformación espacial, ResSTN, que incorpora técnicas de preprocesamiento, para abordar de manera efectiva la baja tasa de reconocimiento causada por la diversa distribución de orientación de las vacas individuales. Posteriormente, al construir un marco de reconocimiento de conjunto abierto que integra tres mecanismos de atención, cuatro funciones de pérdida y cuatro métodos de métricas de distancia, y al explorar el impacto de cada componente en el rendimiento del reconocimiento, este estudio logra configuraciones de modelo refinadas y optimizadas. Por último, la introducción de estrategias de recorte moderado y oclusión aleatoria durante la fase de carga de datos mejora la capacidad del modelo para reconocer individuos parcialmente visibles. El método propuesto en este estudio logra una precisión de reconocimiento del 94.58% en escenarios de conjunto abierto para vacas individuales en imágenes aéreas, con una mejora promedio de precisión de 2.98 puntos porcentuales para vacas con distribuciones de orientación diversas, y también demuestra un rendimiento de reconocimiento mejorado para vacas individuales parcialmente visibles y ocluidas aleatoriamente. Esto valida la efectividad del método propuesto en el reconocimiento de conjunto abierto, mostrando un potencial significativo para su aplicación en la gestión de la agricultura de precisión en ganado.
Descripción
El reconocimiento automatizado de vacas individuales es fundamental para implementar la agricultura inteligente. Los métodos tradicionales de reconocimiento de vacas individuales desde una perspectiva aérea se basan principalmente en características de la espalda y tienen un rendimiento deficiente para vacas con distribuciones de orientación diversas y visibilidad parcial del cuerpo en el marco. Este estudio propone un método de conjunto abierto para el reconocimiento de vacas individuales basado en la transformación de características espaciales y el aprendizaje métrico para abordar estos problemas. Inicialmente, se diseñó un módulo de extracción de características profundas de transformación espacial, ResSTN, que incorpora técnicas de preprocesamiento, para abordar de manera efectiva la baja tasa de reconocimiento causada por la diversa distribución de orientación de las vacas individuales. Posteriormente, al construir un marco de reconocimiento de conjunto abierto que integra tres mecanismos de atención, cuatro funciones de pérdida y cuatro métodos de métricas de distancia, y al explorar el impacto de cada componente en el rendimiento del reconocimiento, este estudio logra configuraciones de modelo refinadas y optimizadas. Por último, la introducción de estrategias de recorte moderado y oclusión aleatoria durante la fase de carga de datos mejora la capacidad del modelo para reconocer individuos parcialmente visibles. El método propuesto en este estudio logra una precisión de reconocimiento del 94.58% en escenarios de conjunto abierto para vacas individuales en imágenes aéreas, con una mejora promedio de precisión de 2.98 puntos porcentuales para vacas con distribuciones de orientación diversas, y también demuestra un rendimiento de reconocimiento mejorado para vacas individuales parcialmente visibles y ocluidas aleatoriamente. Esto valida la efectividad del método propuesto en el reconocimiento de conjunto abierto, mostrando un potencial significativo para su aplicación en la gestión de la agricultura de precisión en ganado.