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机器视觉技术在我国生猪产业中的应用研究进展
陈开伟 1 ，柴 捷 2，3，郭宗义 2，3
（1.重庆市潼南区新胜镇农业技术服务中心，重庆 402678；2.重庆市畜牧科学院，重庆 402460；3.重庆市养猪工程技术研究中心，重庆 402460）
随着我国生猪养殖规模的不断扩大，机械化饲养的推广及劳动力成本的不断增加，猪场工作人员逐渐减少，人员工作量及工作压力不断增加。生猪养殖过程中个体识别、数量盘点、猪只行为、疾病观测及体尺体重测量等繁琐且重要的工作都需要饲养员或技术员仔细观察并进行相关记录，人员工作能力或工作态度等原因极易造成相关信息的误判，因此引入适当的智能化饲养管理方式能够有效减少错误的出现。2018年非洲猪瘟疫情暴发以来，对我国生猪养殖产业提出了更高的要求，因此非接触式智能化管理对猪场管理及生物安全防控工作具有十分重要的意义。
人类和动物通过视觉感受周边物体的形状、状态，以及色彩，大脑对视觉神经传输来的视觉信息进行分析处理对并其作出理解和判断，而机器视觉技术是通过视频监控或相机等途径获得视频或图像信息，随后通过计算机系统对获得的图像或视频进行分析，最终得到需要的图像或视频分析结果。随着计算机技术及图片采集技术的不断发展，机器视觉技术应用也更加广泛，机器视觉技术在生猪养殖过程中的研究逐渐增加，利用机器视觉技术实现对猪场生产的智能管理对我国生猪产业发展具有十分重要的意义。机器视觉技术在养猪生产中的应用能够减少猪群管理的人力、疫病防控成本。本文对生猪养殖过程中个体识别、数量盘点、猪只行为、疾病观测，以及体尺体重估计等进行综述，以期为猪场生产提供一些帮助。
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机器视觉技术在猪只个体识别中的研究进展
个体识别对于规模化猪场具有十分重要的作用，尤其是公猪站及种猪场等种源地，个体识别错误会给育种工作带来很多不必要的麻烦，影响猪群的选种选育工作。目前猪场最为常用的方式是通过剪耳缺号或打耳标的方式来区分猪只个体，但这两种方式容易引起猪只的应激，同时也存在耳牌掉落，耳缺识别错误等缺点。近些年利用机器视觉技术开展猪只面部识别取得了一定的进展，尤其是最近两三年来猪只面部识别的准确率可以达到95%以上。详细研究结果见表1。
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机器视觉技术在猪只个体行为识别中的研究进展INTRODUCE
个体精准识别是个体行为识别的基础，猪只个体行为表现是猪只状态最为明显的性状，因此对猪只行为进行识别，对猪只状态进行判断，能够为猪场生产提供一些帮助，表2对常见的机器视觉技术在猪只个体行为识别中的研究进展进行汇总。通过查阅发现利用机器视觉技术对猪只姿态、饮水、采食、攻击性、跛脚、争斗、呼吸等行为进行识别和判断具有很高的准确率，尤其是近年来计算机技术的飞速发展，判断准确度也有了明显的提升，能够为猪场生产提供一些帮助。
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机器视觉技术在猪只体尺体重测定中的研究进展INTRODUCE
生猪养殖育种工作需要开展大量多参数、高频率的测定工作，传统人工测定工作量大，耗时耗力，且测定精度受测定人员和猪只状态影响较大。尤其是体尺体重测定工作必须要直接接触猪体，这就会造成一些疾病的传播，因此采用一些非直接接触的方式进行猪只体尺体重测定就具有十分重要的意义。利用高清摄像头或其他先进的光学传感器对猪只图像进行收集，随后利用视觉技术进行计算，可以有效避免非必要接触，同时可以减少工作量，提高测定精度和准确率，在有效开展体尺体重测定的同时提高生物安全防控等级。表3对近年来机器视觉技术在猪只体尺体重测定工作进行总结。
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机器视觉技术在猪只疾病监测中的研究进展
我国生猪养殖朝着规模化、集约化方向发展，规模化猪场养殖具有管理方便、生产效率高等优点，但饲养密度高很容易引起疾病的传播。对于规模化猪场来说准确判断猪只健康状态对猪场生产极为重要，猪场通常采用观察法观测猪只健康状况，猪只运动量减少、采食量降低、饮水频率异常、体温升高、皮肤变红等视觉可见行为均可作为猪只健康状态判断的重要指标。由于饲养员或技术人员评判标准和工作能力的影响，时常会出现异常猪只健康状态判断不够准确等问题，因此利用机器视觉技术对猪只行为状态、体表温度、皮肤颜色等进行监测，能够实时、快速、准确地判断出猪只状态，对猪场疫病防控具有十分重要的意义。表4对目前我国机器视觉技术在猪只疾病监测方面的应用进行简单综述。
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机器视觉技术在猪只数量盘点中的研究进展
大规模生猪养殖场每天均需要统计猪群数量，但在生产过程中会出现猪只死亡、淘汰、转群等情况，由于猪群过大或工作人员失误极易造成猪群数量统计错误。且人工盘点的方式工作量大，劳动力成本和时间成本高，同时由于猪群密集或角度问题需要工作人员与猪只接触，这也会间接造成某些疾病的传播。随着计算机技术的不断发展和应用，基于机器视觉技术的猪只计数方式适合也逐渐在规模化猪场中进行应用，通过猪只图像收集，利用轮廓提取，颜色区分，神经网络，深度学习等方式对猪只进行计数，均具有较高的准确率。表5对近年来利用机器视觉技术对猪群进行盘点的研究进行综述。
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小结
近年来，随着计算机技术的不断升级以及生猪养殖行业的不断发展进步，机器视觉技术也逐渐在生猪养殖过程中得到应用，通过摄像技术获得视频或图像，利用计算机技术对相关视频或图像进行处理从而准确的识别猪只个体，实现猪只数量盘点、猪只行为识别、疾病观测以及体尺体重估计等工作。与传统的人工识别、检测手段相比，利用机器视觉技术能够减少人猪接触，提高猪场生物安全防控等级，同时机器视觉技术拥有人工所无法比拟的高效率、低成本等优点，但目前大部分机器视觉监测系统仍处于开发阶段，同时受猪场复杂养殖环境的影响，其精确度也会受到一定影响，因此仍需要加大对机器视觉技术在生猪养殖行业应用的研究力度。
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