Претегляне на добитък по снимка: Какво прави и какво не прави компютърното зрение

Обещанието е примамливо: направете снимка на кравата на пасището и ще видите теглото ѝ на екрана. Струва си да разгледаме внимателно тази идея, защото тя съчетава технология, която реално съществува, с обещание, което безплатните приложения не изпълняват.

Началната точка е проста и не се променя: Телефонът няма сензор за тегло.. Снимката е матрица от пиксели; тя не съдържа маса. Всичко, което една система за изображения може да направи, е... заключение Обемът и конформацията се определят от формата на животното и това се преобразува в приблизителна стойност на теглото. Винаги е приблизителна стойност.

Как функционира работеща система за изображения?

Търговските системи за оценка на теглото на говедата, използващи компютърно зрение, обикновено следват този път:

1. СегментиранеСофтуерът изолира очертанията на животното от фона на изображението.
2. Мащабна справкаБез да се знае действителният размер на нещо в сцената, е невъзможно да се преобразуват пикселите в сантиметри. Ето защо тези системи изискват референтна плоча, маркировка на земята, фиксирано разстояние от камерата или сензор за дълбочина.
3. Извличане на измерваниявисочина, ширина, дължина на крупата, проектирана площ на тялото.
4. Статистически моделТези измервания се въвеждат в модел, обучен върху хиляди животни, претеглени на кантар, и се получава приблизителното тегло.

Обърнете внимание какво се появява в този списък: контролирано кадриране, известен мащаб, животно в стандартизирана позиция. Нито едно от тези изисквания не е изпълнено от снимка, направена от какъвто и да е ъгъл, с бика, обърнат настрани по средата на пасището, срещу светлината.

Колко струват тези системи?

Решенията за претегляне на добитък, базирани на изображения, се продават на търговски пазар, почти винаги на абонаментна основа, на угоителни стопанства, центрове за отглеждане на животни и кланици. Много от тях включват хардуер, инсталиран в коридора за обработка, фиксирана камера и калибриране, извършено от техник. Това е легитимна технология с измерими резултати – и на цена, съвместима с големи предприятия.

Това, което не съществува, е магическа, безплатна версия на това, която да работи на обикновена камера на мобилен телефон, без никаква препратка към мащаб или контролирано позициониране.

Какво всъщност правят безплатните приложения?

Когато отворите повечето приложения, които обещават да “претеглят всяка снимка”, откривате едно от три неща:

• Той всъщност те моли да въведете измервания Измерванията са направени с ролетка, а снимката е само илюстрация към записа на животното.
• Той е дневник Снимката служи за визуално идентифициране на животното, а теглото е това, което сте хвърлили.
• Показва число, измислено от много малко, и в този случай резултатът няма никаква стойност.

Практически пример: приложението Вол в везните, достъпен в Play Store, е описан от разработчика като инструмент за балансови бележки. С други думи, то организира записите на претеглянията, извършени на реална везна. Това не е приложение, което изчислява теглото от снимка, противно на това, което често се повтаря.

Методът, който работи без скъпа система: лента.

Достъпна и доказана алтернатива е бариметрията за измерване на обиколката на гръдния кош, използвана в областта от десетилетия. Ролетката минава точно зад лопатката, обграждайки целия гръден кош зад предните крайници, в най-високата точка на гръдния кош. Дължината се измерва от точката на рамото до точката на седалищната кост.

С двете измервания в сантиметри, най-широко използваната формула за оценка: тегло (кг) ≈ гръдна обиколка² × дължина ÷ 10,838. Животно с обиколка 180 см и дължина 150 см тежи приблизително 448 кг.

Допустимата грешка е от 5% до 10%. За да я намалите: винаги измервайте по едно и също време, за предпочитане сутрин, като животното е задържано, изправено, спокойно и поддържано на четирите лапи, като ролетката е близо до козината и без да я стягате.

Когато никаква оценка не е полезна

Независимо дали оценката е направена от снимка или ролетка, има три ситуации, в които тя не може да се използва:

• Продажба от arrobaГрешка 8% в цяла партида е много пари при смяна на страна.
• Официално претеглянеРегистрацията, валидна за трети страни, изисква калибрирано оборудване.
• Дозировка на лекарствотоДозите на обезпаразитяващи препарати, антибиотици и акарициди се изчисляват на килограм. Недозирането води до селекция на резистентни паразити в стадото; предозирането интоксикира животното и удължава карентния период преди клане.

Признаци, че приложението прекалява.

• Обещава тегло въз основа на снимка, без да иска мащаб или референтно позициониране.
• Използвайте думите “прецизен”, “точен” или “професионален”, без да посочвате допустима грешка.
• Не е посочено за кой вид, порода или възрастов диапазон се отнася изчислението.
• Той изисква разрешения, които не са свързани с ролята, като например контакти, съобщения или микрофон.
• В магазина има много малко отзиви — значителна част от тази категория дори няма публикувана оценка.

Защо обикновена снимка не е достатъчна

Струва си да разгледаме техническите причини, защото те обясняват защо проблемът не може да бъде решен с по-добро приложение:

• Липсва му мащаб. Една и съща снимка на теле близо до камерата и на възрастен бик в далечината може да създаде идентични очертания. Без обект с известен размер в сцената или без сензор за дълбочина, софтуерът няма начин да знае действителния размер на животното.
• Перспективата изкривява. Накланянето на камерата до известна степен променя видимото съотношение височина-дължина. Ето защо търговските системи изискват фиксирана позиция.
• Снимката е двуизмерна. Теглото зависи от обема. Оценяването на обема от една равнинна проекция изисква да се приеме дълбочината на тялото и това предположение е най-големият източник на грешки.
• Косата, мръсотията и светлината са досадни. Контурното осветление, калта и тъмната козина на тъмен фон влошават сегментацията на контурите.
• Животното се движи. Позицията на главата, опората на лапата и дишането променят контура между едно щракване и следващото.

Когато претеглянето, базирано на изображения, се отплаща

Има сценарии, в които инвестицията има смисъл, и всички те споделят една и съща характеристика: висок обем и многократно преминаване през една и съща точка.

• Затваряне, В съоръжение, където хиляди животни преминават през един и същ коридор за обработка, калибрирана фиксирана камера следи напредъка им, без да добавя стрес.
• развъдни центрове които изискват чести криви на растеж, без да се спира партидата на кантара.
• Изследвания и подобрения, В този контекст, честото измерване без докосване на животното е ценно само по себе си.

За имот, който претегля партида на всеки два месеца, цената на системата не е оправдана. Ролетка плюс приложение за записване са достатъчни за наблюдение, а кантарът се използва само когато е необходимо точно число.

Какво е необходимо, за да се превърне една снимка в мярка?

Правилният въпрос не е “може ли изкуственият интелект да го направи?”, а по-скоро “носи ли изображението необходимата информация?”. За да оцени обема от снимка, системата се нуждае от неща, които обикновена снимка, направена с мобилен телефон, няма:

• Мащабна справка. Камерата не знае размера на това, което снима. Теле наблизо и вол далеч създават подобни изображения. Сериозните системи решават това с камера във фиксирана позиция и на известна височина или със сензор за дълбочина.
• Контролиран ъгъл. Една и съща крава, снимана отгоре, отстрани и от ъгъл три четвърти, създава различни силуети. Без стандартизирано кадриране сравнението е невъзможно.
• Животното е в позиция. Стои неподвижно, с четири лапи на земята, глава в естествено положение, тяло перпендикулярно на камерата.
• Разделяне на фонда. Животно в средата на стадото, на сенчесто пасище с други животни зад него, е трудно да се подстриже правилно.
• Калибриране за стадото. Моделът трябва да е бил обучен с животни с подобна конформация на неговата собствена.

Съчетаването на всичко това е възможно – и точно затова се инсталират работещи системи. фиксирани конструкции, Обикновено това се прави в коридора за обработка, с монтирана камера и предвидимо осветление. Не е приложение от типа „насочи и снимай“.

Където претеглянето, базирано на изображения, наистина се отплаща.

Има ясен сценарий, в който си струва инвестицията, и той не е този на производителя, който иска да отглежда десет животни на месец:

• Висока сила на звука и висока честота. Угоителните стопанства и фермите претеглят много животни често. Там всяко претегляне струва труд, стрес и време, а автоматизираната система се изплаща чрез повишена производителност.
• Намаляване на стреса. Измерването без обездвижване на животното означава по-малко боравене с него, по-малка загуба на тегло поради стрес и по-малък риск от инциденти с участието на хора.
• Честота, която скалата не позволява. Фиксирана система може да измерва всеки пасаж на животното и именно непрекъснатата крива, а не изолираното число, генерира стойност.
• Интеграция със системата за управление, актуализиране на записа на животното без въвеждане.

За малките и средните ферми числата рядко съвпадат: инвестициите в инфраструктура и цената на животно са високи, а Лентов кант с приложение за запис Той предоставя най-важното - проследяване на наддаването на тегло - на цена, близка до нула.

Често задавани въпроси

Има ли безплатно приложение, което претегля добитък, използвайки снимка от мобилния ви телефон?

Не е надеждно. Безплатните, които съществуват, работят чрез измерване с ролетка или ви молят да предоставите размерите. Обещанието за обикновена снимка, предоставяща тегло, не съответства на това, което технологията изисква.

А какво ще кажете за видеоклиповете, които показват, че работи?

Това обикновено са демонстрации на търговски системи с фиксирана камера и конструкция или тестове при контролирани условия. Това, което не се вижда в демонстрацията, е инсталацията зад нея.

Точността на изображението по-добра ли е от тази на лентата?

В добре инсталирана и калибрирана система, това е по-повторяемо – и особено е – защото елиминира вариациите в поведението на човешката ръка. При снимка, направена с мобилен телефон без никакъв контрол, е по-лошо.

Струва ли си да чакаме тази технология да поевтинее?

Това е тенденцията и тя вече е достигнала до фермите и угоителните стопанства. Междувременно, постоянното измерване с ролетка осигурява почти всички предимства, защото това, което е важно при мониторинга, е вариацията, а не абсолютният брой.

Мога ли да използвам снимката само за да проверя оценката с ролетката?

Като визуално впечатление, да — и обученото око на някой, който работи със стадото, е доста ценно. Като число, не: без мащаб и без контролиран ъгъл, снимката не измерва нищо.

Заключение

Претеглянето на добитък по снимка не е измислица: компютърното зрение, прилагано в животновъдството, съществува, работи при контролирани условия и се продава като платен продукт за мащабни операции. Това, което не съществува, е безплатна, незабавна версия без никакви изисквания.

За повечето имоти реалистичният подход си остава добре изтощената ролетка, като резултатът се записва на мобилен телефон и се третира като оценка от 5% до 10%. А за продажби, официално претегляне и дозиране на лекарства, кантарът остава незаменим.

Прочетете също

• Приложение за претегляне на добитък: Как да изберете и да избегнете фалшиви обещания
• Безплатни приложения за претегляне на добитък: Какво е безплатно и какво не
• Приложение за претегляне на добитък: Реални предимства и митове в областта
• Приложение за претегляне на добитък: Ръководство за инсталиране и употреба стъпка по стъпка
• Приложение за претегляне на добитък: Когато оценките не са достатъчни
• Претегляне на животни по мобилен телефон: Какво записва приложението и какво оценява