Vážení dobytka pomocí fotografie: Co počítačové vidění dělá a co nedělá

Slib je lákavý: vyfoťte krávu na pastvině a na obrazovce se zobrazí její váha. Stojí za to tuto myšlenku pečlivě prozkoumat, protože kombinuje technologii, která skutečně existuje, se slibem, který bezplatné aplikace nesplňují.

Výchozí bod je jednoduchý a nemění se: Telefon nemá senzor hmotnosti.. Fotografie je matice pixelů; neobsahuje žádnou hmotu. Vše, co zobrazovací systém dokáže, je... usoudit Objem a konformace se určují z tvaru zvířete a ten se přepočítává na odhad hmotnosti. Vždy se jedná o odhad.

Jak funguje funkční zobrazovací systém?

Komerční systémy pro odhad hmotnosti skotu pomocí počítačového vidění obecně postupují takto:

1. SegmentaceSoftware odděluje obrys zvířete od pozadí obrázku.
2. Referenční měřítkoBez znalosti skutečné velikosti něčeho ve scéně není možné převést pixely na centimetry. Proto tyto systémy vyžadují referenční desku, označení na zemi, pevnou vzdálenost od kamery nebo hloubkový senzor.
3. Extrakce měřenívýška, šířka, délka zádi, promítnutá plocha těla.
4. Statistický modelTato měření se zadají do modelu trénovaného na tisících zvířat, která byla zvážena na vahách, a získá se odhadovaná hmotnost.

Všimněte si, co se na tomto seznamu objevuje: kontrolované kompozice, známé měřítko, zvíře ve standardizované poloze. Žádný z těchto požadavků nesplňuje fotografie pořízená z jakéhokoli úhlu, s býkem bokem uprostřed pastviny, proti světlu.

Kolik tyto systémy stojí?

Řešení pro vážení hospodářských zvířat založená na obrazu se komerčně prodávají, téměř vždy na základě předplatného, výkrmnám, odchovnám a jatkám. Mnohá zahrnují hardware instalovaný v manipulační chodbě, pevnou kameru a kalibraci prováděnou technikem. Jedná se o legitimní technologii s měřitelnými výsledky – a za cenu slučitelnou s velkými provozy.

Neexistuje žádná magická, bezplatná verze, která by běžela na běžném fotoaparátu mobilního telefonu, bez jakéhokoli měřítka nebo řízeného umístění.

Co vlastně dělají bezplatné aplikace?

Když otevřete většinu aplikací, které slibují “vážení jednotlivých fotografií”, zjistíte jednu ze tří věcí:

• Ve skutečnosti tě o to žádá zadejte míry Měření byla provedena krejčovským metrem a fotografie je pouze ilustrační pro záznam zvířete.
• On je lodní deník Fotografie slouží k vizuální identifikaci zvířete a hmotnost je to, co jste hodili.
• Ukazuje číslo vymyšlené z mála, a v tom případě výsledek nemá vůbec žádnou hodnotu.

Praktický příklad: aplikace Vůl ve váze, dostupný v Obchodě Play, je vývojářem popsán jako nástroj pro rozvahové poznámky. Jinými slovy, organizuje záznamy o vážení provedeném na skutečné váze. Není to aplikace, která odhaduje hmotnost z fotografie, na rozdíl od toho, co se často opakuje.

Metoda, která funguje bez drahého systému: páska.

Dostupnou a osvědčenou alternativou je barimetrie obvodu hrudníku, která se v praxi používá již po celá desetiletí. Měřicí páska prochází těsně za lopatkou a obepíná celý hrudník za předními končetinami, v nejvyšším bodě hrudního koše. Délka se měří od vrcholu ramene k vrcholu sedací kosti.

S oběma měřeními v centimetrech se nejčastěji používaný vzorec odhaduje takto: hmotnost (kg) ≈ obvod hrudníku² × délka ÷ 10,838. Zvíře s obvodem 180 cm a délkou 150 cm váží přibližně 448 kg.

Rozpětí chyby je 5% až 10%. Pro její snížení: měřte vždy ve stejnou dobu, nejlépe ráno, se zvířetem zajištěným, stojícím, klidným a s oporou o všechny čtyři tlapky, s metrem blízko srsti a bez utahování.

Kde žádný odhad není užitečný

Bez ohledu na to, zda odhad pochází z fotografie nebo z krejčovského metru, existují tři situace, kdy jej nelze použít:

• Prodej od ArrobyChyba 8% v celé dávce je při změně strany spousta peněz.
• Oficiální váženíRegistrace platná pro třetí strany vyžaduje kalibrované vybavení.
• Dávkování lékůDávky odčervovačů, antibiotik a akaricidů se počítají na kilogram. Poddávkování vede k selekci rezistentních parazitů ve stádě; předávkování intoxikuje zvíře a prodlužuje ochrannou lhůtu před porážkou.

Známky toho, že to aplikace přehání.

• Slibuje hmotnost na základě fotografie, aniž by se ptal na měřítko nebo referenční polohu.
• Používejte slova “přesný”, “exaktní” nebo “profesionální” bez uvedení míry chyby.
• Nespecifikuje, pro který druh, plemeno ani věkové rozmezí se výpočet vztahuje.
• Požaduje oprávnění, která nesouvisí s rolí, například kontakty, zprávy nebo mikrofon.
• V obchodě je jen velmi málo recenzí – značná část této kategorie ani nemá zveřejněné hodnocení.

Proč obyčejná fotka nestačí

Stojí za to rozebrat technické důvody, protože ty vysvětlují, proč problém nelze vyřešit lepší aplikací:

• Chybí mu měřítko. Stejná fotografie telete blízko fotoaparátu a dospělého býka v dálce může vytvořit identické obrysy. Bez objektu o známé velikosti ve scéně nebo bez hloubkového senzoru nemá software žádnou možnost zjistit skutečnou velikost zvířete.
• Perspektiva zkresluje. Určitý stupeň náklonu kamery mění zdánlivý poměr výšky a délky. Proto komerční systémy vyžadují pevnou polohu.
• Fotografie je dvourozměrná. Hmotnost závisí na objemu. Odhad objemu z jediné rovinné projekce vyžaduje předpoklad hloubky tělesa a tento předpoklad je největším zdrojem chyb.
• Vlasy, špína a světlo jsou na obtíž. Protisvětlo, bláto a tmavá srst na tmavém pozadí zhoršují segmentaci kontur.
• Zvíře se pohybuje. Poloha hlavy, opora tlapek a dýchání mění obrys mezi jednotlivými kliknutími.

Když se vážení na základě obrazu vyplatí

Existují scénáře, ve kterých má investice smysl, a všechny sdílejí stejnou charakteristiku: vysoký objem a opakovaný průchod stejným bodem.

• Izolování, V zařízení, kde tisíce zvířat procházejí stejnou manipulační chodbou, sleduje jejich pohyb kalibrovaná stacionární kamera, aniž by to zvyšovalo stres.
• chovatelská centra které vyžadují časté růstové křivky bez zastavení šarže na váze.
• Výzkum a zlepšování, V této souvislosti je samo o sobě cenné časté měření bez manipulace se zvířetem.

Pro nemovitost, která váží dávku každé dva měsíce, nejsou náklady na systém opodstatněné. Pro monitorování stačí krejčovský metr a záznamová aplikace a váha se používá pouze tehdy, když je potřeba přesné číslo.

Co je potřeba k tomu, aby se z fotografie stal měřítkový materiál?

Správná otázka nezní “zvládne to umělá inteligence?”, ale spíše “nese obrázek potřebné informace?”. Pro odhad objemu z fotografie systém potřebuje věci, které běžná fotografie z mobilního telefonu nemá:

• Referenční měřítko. Fotoaparát nezná velikost toho, co fotografuje. Tele poblíž a vůl daleko vytvářejí podobné snímky. Seriózní systémy to řeší kamerou v pevné poloze a se známou výškou nebo hloubkovým senzorem.
• Řízený úhel. Stejná kráva vyfotografovaná shora, z boku a z tříčtvrtečního úhlu vytváří různé siluety. Bez standardizovaného rámování není srovnání možné.
• Zvíře v dané pozici. Stojí v klidu, čtyři tlapky na zemi, hlava v přirozené poloze, tělo kolmo k fotoaparátu.
• Oddělení fondu. Zvíře uprostřed stáda, na stinné pastvině s dalšími zvířaty za ním, je obtížné správně ostříhat.
• Kalibrace pro stádo. Model musel být trénován se zvířaty podobné konformace, jako je ta jeho vlastní.

Spojení všech těchto možností je možné – a právě proto se v nich instalují fungující systémy. pevné konstrukce, Obvykle se to děje v manipulační chodbě s namontovanou kamerou a předvídatelným osvětlením. Není to aplikace typu „namiř a stiskni“.

Kde se vážení na základě obrazu skutečně vyplatí.

Existuje jasný scénář, ve kterém se investice vyplatí, a nejedná se o scénář producenta, který chce odhadovat deset zvířat měsíčně:

• Vysoká hlasitost a vysoká frekvence. Výkrmny a farmy často váží mnoho zvířat. Tam každé vážení stojí práci, stres a čas – a automatizovaný systém se vyplatí ve zvýšené produktivitě.
• Snížení stresu. Měření bez fixace zvířete znamená menší manipulaci, menší úbytek hmotnosti v důsledku stresu a menší riziko nehod s účastí lidí.
• Frekvence, kterou stupnice neumožňuje. Fixní systém dokáže měřit každý průchod zvířete a hodnotu generuje spojitá křivka – nikoli izolované číslo.
• Integrace se systémem řízení, aktualizace záznamu zvířete bez nutnosti psaní.

U malých a středních farem se čísla jen zřídka sčítají: investice do infrastruktury a náklady na zvíře jsou vysoké a Vážící páska s nahrávací aplikací Nabízí to nejdůležitější – sledování přibírání na váze – za cenu téměř nulovou.

Často kladené otázky

Existuje nějaká bezplatná aplikace, která váží dobytek pomocí fotografie z vašeho mobilního telefonu?

Není to spolehlivé. Ty bezplatné, které existují, fungují na principu měření krejčovským metrem nebo vás požádají o zadání rozměrů. Slib jednoduché fotografie s uvedením hmotnosti neodpovídá tomu, co technologie vyžaduje.

A co videa, která ukazují, jak to funguje?

Obvykle se jedná o demonstrace komerčních systémů s pevnou kamerou a konstrukcí nebo o testy za kontrolovaných podmínek. V demonstraci se neobjevuje instalace za ní.

Je přesnost obrazu lepší než u pásky?

V dobře nainstalovaném a kalibrovaném systému bývá – a zejména je – opakovatelnější, protože eliminuje variace lidské ruky. Na fotografii z mobilního telefonu bez jakékoli kontroly je to horší.

Vyplatí se čekat, až tato technologie zlevní?

Toto je trend a již se dostal na farmy a výkrmny. Důsledné měření pomocí pásky mezitím přináší téměř veškerou výhodu – protože při monitorování je důležitá odchylka, nikoli absolutní číslo.

Mohu použít fotku jen k ověření odhadu s metrem?

Jako vizuální dojem ano – a trénované oko někoho, kdo pracuje se stádem, je docela cenné. Jako číslo ne: bez měřítka a bez kontrolovaného úhlu fotografie nic nezměří.

Závěr

Vážení dobytka podle fotografie není fikce: počítačové vidění aplikované v chovu hospodářských zvířat existuje, funguje za kontrolovaných podmínek a prodává se jako placený produkt pro velké provozy. Co neexistuje, je bezplatná, okamžitá verze bez jakýchkoli požadavků.

Pro většinu nemovitostí zůstává realistickým přístupem dobře vyčerpaný svinovací metr, jehož výsledek se zaznamená na mobilní telefon a bude považován za odhad 5% až 10%. A pro prodej, oficiální vážení a dávkování léků zůstává váha nenahraditelná.

Čtěte také

• Aplikace pro vážení dobytka: Jak si vybrat a vyhnout se falešným slibům
• Bezplatné aplikace pro vážení skotu: Co je zdarma a co ne
• Aplikace pro vážení skotu: Skutečné výhody a mýty z oboru
• Aplikace pro vážení hospodářských zvířat: Podrobný návod k instalaci a použití
• Aplikace pro vážení dobytka: Když odhady nestačí
• Vážení zvířat pomocí mobilního telefonu: Co aplikace zaznamenává a co odhaduje