Funkční vzorek kamerového systému ve 3 modifikacích
V rámci projektu FW01010391 „Vývoj systému pro nepřetržitou identifikaci a etologické sledování zvířat v chovech skotu s využitím metod umělé inteligence“ byl vytvořen funkční vzorek kamerového systému ve 3 modifikacích. Jednotlivé modifikace zmíněného systému neobsahují pouze informace o pouhém výběru a rozmístění záznamových zařízení, ale i způsoby zpracování získaných dat, následné vytvoření datasetů a jejich popis, neboť toto je nedílnou součástí komplexního kamerového systému, pomocí nějž jsou identifikována zvířata. V každé modifikaci bylo potřeba vytvořit specifický a co nejvíce variabilní dataset, který odpovídal zamýšlenému použití. V každé modifikaci bylo nutné vybrat vhodné záznamové zařízení dle požadovaných parametrů (např.: maximální rozlišení hlavního streamu videa, minimální intenzita osvětlení pro snímání obrazu, horizontální FOV (°), vertikální FOV (°), stupeň krytí IP atd. V každé modifikaci bylo monitorováno jiné prostředí a jiný počet kusů zvířat ve stádu, proto bylo nutné vždy vytvořit nový dataset a zároveň i řešit specifické rozmístění kamer a optimalizaci algoritmů využitých v předcházející modifikaci.
Kamerový systém byl navržen pro sběr dat v uzavřeném kotci o rozměrech 5x5 m. Do kotce byly vždy umístěny dvě dojnice a po dobu 1 h byl nahráván videozáznam, který následně posloužil k vytvoření obrazových dat. Vyvinutý kamerový systém se skládá ze dvou typů IP kamer (HIKVISION DS-2CD1023G0-I a HIKVISION DS-2CD1053G0-I), vždy po 1 ks. Kamery jsou umístěny na stěně v jedné linii nad sebou. První kamera (HIKVISION DS-2CD1023G0-I) je umístěna ve výšce 4,5 m a druhá kamera (HIKVISION DS-2CD1053G0-I) je ve výšce 5,5 m. Uvedené výškové umístění kamer bylo vybráno, tak aby jejich zorné pole pokrývalo celý prostor vymezený pro pohyb zvířat a zároveň aby bylo využito možnosti získat variabilnější data pomocí různých úhlů při snímání.
Obrázek 1: Obraz získaný z kamerového systému IP kamerou HIKVISION DS-2CD1053G0-I instalované ve výšce 4,5 m
Obrázek 2: Výsledek anotace vybraného obrázku z datasetu pomocí nástroje polygon
Obrázek 3: Znázornění vlastností pozorovaných objektů ve vstupním datasetu. Vlevo – vizualizace výskytů pozorovaných objektů, vpravo – znázornění relativních velikostí bounding boxů vůči obrazu
Pro pořizování videozáznamů ze stáje byly dle navrženého schématu naistalovány kamery HIKVISION DS-2CD2T46G2-2I, které mají obrazový snímač 1/2,7" CMOS, jsou schopny zaznamenávat obraz při minimální intenzitě osvětlení 0,003 luxu, mají maximální rozlišení videa 2688x1520 pixelů a ohniskovou vzdálenost 2,8 mm. Obrazový záznam byl nepřetržitě nahráván po dobu 1 měsíce, tak aby byla získána obrazová data při různých světelných podmínkách ve stáji. Následně byly získané videozáznamy procházeny a byly filtrovány části záznamů, kde byl prostor prázdný, neboť byla zvířata odvedena na dojení, či byl záznam nedostatečně kvalitní ať již z důvodu velmi špatných světelných podmínek nebo znečištění kamery (prach, kondenzace atd.). Vytříděný videozáznam byl poté pomocí algoritmu převeden na jednotlivé obrázky.
V závěrečném roce projektu byl výše představený model doplněn o schopnost rozlišení konkrétní aktivity u identifikovaných zvířat, proto bylo nutné nejprve zvolit vhodné aktivity pro identifikaci z obrazových dat. Těmito aktivitami byly zvoleny stání v uličce, stání v ložné části, ležení v ložné části, ležení v uličce, pití a krmení. Stání a ležení v různých částech stáje byly vybrány z důvodů indikace nestandartního chování zvířete, protože například ležení zvířete v uličce je vnímáno jako nestandartní jev, který může značit nekomfort zvířete ať už z důvodu nevhodně navržené stáje či zdravotních obtíží zvířete. Identifikace krmení a pití zvířete je důležité kvůli analýze jeho denního režimu. Na rozpoznání všech těchto aktivit byla použita síť MobileNetv3.
Obrázek 4: Ukázka obrázků z datasetu aktivity ležení v ložné části
Obrázek 5: Ukázka obrázků z datasetu aktivity krmení
Obrázek 6: Ukázka obrázků z datasetu aktivity stání v uličce
Obrázek 7: Ukázka obrázků z datasetu aktivity ležení v uličce
Obrázek 8: Ukázka obrázků z datasetu aktivity pití
Obrázek 9: Ukázka obrázků z datasetu stání v ložné části
Studentská 1668, 370 05 České Budějovice Tel.+420 387 772 427 | Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
Studentská 1668, 370 05
České Budějovice Tel.+420 387 772 427 Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript. www.fzt.jcu.cz
© 2021-2024 Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích
Cookies