Ζύγιση βοοειδών με φωτογραφία: Τι κάνει και τι δεν κάνει η υπολογιστική όραση

Η υπόσχεση είναι δελεαστική: τραβήξτε μια φωτογραφία της αγελάδας στο βοσκότοπο και λάβετε το βάρος της στην οθόνη. Αξίζει να εξετάσετε προσεκτικά αυτήν την ιδέα, επειδή συνδυάζει μια τεχνολογία που υπάρχει στην πραγματικότητα με μια υπόσχεση που οι δωρεάν εφαρμογές δεν εκπληρώνουν.

Το σημείο εκκίνησης είναι απλό και δεν αλλάζει: Το τηλέφωνο δεν διαθέτει αισθητήρα βάρους.. Μια φωτογραφία είναι ένας πίνακας από pixel. Δεν περιέχει μάζα. Το μόνο που μπορεί να κάνει ένα σύστημα απεικόνισης είναι... συμπεραίνω Ο όγκος και η διάπλαση καθορίζονται από το σχήμα του ζώου και αυτό μετατρέπεται σε εκτίμηση βάρους. Είναι πάντα μια εκτίμηση.

Πώς λειτουργεί ένα λειτουργικό σύστημα απεικόνισης;

Τα εμπορικά συστήματα για την εκτίμηση του βάρους των βοοειδών χρησιμοποιώντας υπολογιστική όραση ακολουθούν γενικά την εξής διαδρομή:

1. ΚατάτμησηΤο λογισμικό απομονώνει το περίγραμμα του ζώου από το φόντο της εικόνας.
2. Αναφορά κλίμακαςΧωρίς να γνωρίζουμε το πραγματικό μέγεθος κάποιου στοιχείου στη σκηνή, είναι αδύνατο να μετατρέψουμε τα pixel σε εκατοστά. Γι' αυτό τα συστήματα αυτά απαιτούν μια πινακίδα αναφοράς, μια σήμανση στο έδαφος, μια σταθερή απόσταση από την κάμερα ή έναν αισθητήρα βάθους.
3. Εξαγωγή μετρήσεων: ύψος, πλάτος, μήκος κρούπας, προβαλλόμενη επιφάνεια σώματος.
4. Στατιστικό μοντέλοΑυτές οι μετρήσεις τροφοδοτούνται σε ένα μοντέλο που έχει εκπαιδευτεί σε χιλιάδες ζώα που έχουν ζυγιστεί σε ζυγαριά και λαμβάνεται το εκτιμώμενο βάρος.

Παρατηρήστε τι εμφανίζεται σε αυτήν τη λίστα: ελεγχόμενο καδράρισμα, γνωστή κλίμακα, ζώο σε τυποποιημένη θέση. Καμία από αυτές τις απαιτήσεις δεν πληροί μια φωτογραφία που τραβήχτηκε από οποιαδήποτε γωνία, με τον ταύρο πλάγια στη μέση του βοσκοτόπου, κόντρα στο φως.

Πόσο κοστίζουν αυτά τα συστήματα;

Οι λύσεις ζύγισης που βασίζονται σε εικόνες για τα ζώα πωλούνται εμπορικά, σχεδόν πάντα με συνδρομή, σε μονάδες εκτροφής ζώων, κέντρα εκτροφής και σφαγεία. Πολλές περιλαμβάνουν υλικό εγκατεστημένο στον διάδρομο χειρισμού, μια σταθερή κάμερα και βαθμονόμηση που εκτελείται από τεχνικό. Πρόκειται για νόμιμη τεχνολογία, με μετρήσιμα αποτελέσματα - και σε τιμή συμβατή με μεγάλες επιχειρήσεις.

Αυτό που δεν υπάρχει είναι μια μαγική, δωρεάν έκδοση αυτού που λειτουργεί με την κάμερα ενός κανονικού κινητού τηλεφώνου, χωρίς καμία αναφορά κλίμακας ή ελεγχόμενη τοποθέτηση.

Τι κάνουν τελικά οι δωρεάν εφαρμογές;

Όταν ανοίγετε τις περισσότερες εφαρμογές που υπόσχονται "βάρος ανά φωτογραφία", ανακαλύπτετε ένα από τα τρία πράγματα:

• Στην πραγματικότητα σου ζητάει να εισαγωγή μετρήσεων Οι μετρήσεις ελήφθησαν με μεζούρα και η φωτογραφία είναι μόνο ένα παράδειγμα για το αρχείο του ζώου.
• Αυτός είναι ένας ημερολόγιο Η φωτογραφία χρησιμεύει για την οπτική αναγνώριση του ζώου και το βάρος είναι αυτό που πετάξατε.
• Δείχνει έναν αριθμό που επινοήθηκε από πολύ λίγα πράγματα, και σε αυτή την περίπτωση το αποτέλεσμα δεν έχει καμία απολύτως αξία.

Ένα πρακτικό παράδειγμα: η εφαρμογή Βόδι στη Ζυγαριά, διαθέσιμο στο Play Store, περιγράφεται από τον προγραμματιστή ως ένα εργαλείο για σημειώσεις ισορροπίας. Με άλλα λόγια, οργανώνει το αρχείο των ζυγίσεων που πραγματοποιούνται σε πραγματική ζυγαριά. Δεν είναι μια εφαρμογή που εκτιμά το βάρος από μια φωτογραφία, σε αντίθεση με ό,τι επαναλαμβάνεται συχνά.

Η μέθοδος που λειτουργεί χωρίς ένα ακριβό σύστημα: ταινία.

Μια προσιτή και αποδεδειγμένη εναλλακτική λύση είναι η βαριμετρία της περιφέρειας του θώρακα, η οποία χρησιμοποιείται στον τομέα εδώ και δεκαετίες. Η μεζούρα περνάει ακριβώς πίσω από την ωμοπλάτη, περικυκλώνοντας ολόκληρο το στήθος πίσω από τα πρόσθια άκρα, στο υψηλότερο σημείο του θωρακικού κελύφους. Το μήκος του εκτείνεται από το σημείο του ώμου έως το σημείο του ισχίου.

Και με τις δύο μετρήσεις σε εκατοστά, ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος εκτιμά: βάρος (kg) ≈ περιφέρεια θώρακα² × μήκος ÷ 10,838. Ένα ζώο με περίμετρο 180 cm και μήκος 150 cm ζυγίζει περίπου 448 kg.

Το περιθώριο σφάλματος είναι 5% έως 10%. Για να το μειώσετε: μετράτε πάντα την ίδια ώρα, κατά προτίμηση το πρωί, με το ζώο ακινητοποιημένο, όρθιο, ήρεμο και στηριγμένο και στις τέσσερις πατούσες, με τη μεζούρα κοντά στο τρίχωμα και χωρίς να το σφίγγετε.

Όπου καμία εκτίμηση δεν είναι χρήσιμη

Ανεξάρτητα από το αν η εκτίμηση προέρχεται από φωτογραφία ή μεζούρα, υπάρχουν τρεις περιπτώσεις στις οποίες δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί:

• Πώληση από arrobaΈνα σφάλμα 8% σε μια ολόκληρη παρτίδα είναι πολλά χρήματα όταν αλλάζετε πλευρά.
• Επίσημη ζύγισηΗ έγκυρη εγγραφή για τρίτους απαιτεί βαθμονομημένο εξοπλισμό.
• Δοσολογία φαρμάκωνΟι δόσεις αποπαρασιτωτικών, αντιβιοτικών και ακαρεοκτόνων υπολογίζονται ανά κιλό. Η υποδοσολογία επιλέγει ανθεκτικά παράσιτα στο κοπάδι, ενώ η υπερδοσολογία προκαλεί δηλητηρίαση στο ζώο και παρατείνει την περίοδο αναμονής πριν από τη σφαγή.

Σημάδια ότι η εφαρμογή το παρακάνει.

• Υπόσχεται βάρος με βάση μια φωτογραφία χωρίς να ζητάει ζυγαριά ή αναφορά θέσης.
• Χρησιμοποιήστε τις λέξεις “ακριβής”, “ακριβής” ή “επαγγελματίας” χωρίς να καθορίσετε περιθώριο σφάλματος.
• Δεν καθορίζει σε ποιο είδος, ράτσα ή ηλικιακό εύρος ισχύει ο υπολογισμός.
• Ζητά δικαιώματα που δεν σχετίζονται με τον ρόλο, όπως επαφές, μηνύματα ή μικρόφωνο.
• Υπάρχουν πολύ λίγες κριτικές στο κατάστημα — ένα σημαντικό μέρος αυτής της κατηγορίας δεν έχει καν δημοσιευμένη βαθμολογία.

Γιατί μια κανονική φωτογραφία δεν είναι αρκετή

Αξίζει να αναλύσουμε τους τεχνικούς λόγους, επειδή εξηγούν γιατί το πρόβλημα δεν μπορεί να λυθεί με μια καλύτερη εφαρμογή:

• Δεν έχει κλίμακα. Η ίδια φωτογραφία ενός μοσχαριού κοντά στην κάμερα και ενός ενήλικου ταύρου στο βάθος μπορεί να παράγει πανομοιότυπα περιγράμματα. Χωρίς ένα αντικείμενο γνωστού μεγέθους στη σκηνή ή χωρίς αισθητήρα βάθους, το λογισμικό δεν έχει κανέναν τρόπο να γνωρίζει το πραγματικό μέγεθος του ζώου.
• Η προοπτική διαστρεβλώνει. Κάποιος βαθμός κλίσης της κάμερας αλλάζει την φαινομενική αναλογία ύψους προς μήκος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα εμπορικά συστήματα απαιτούν σταθερή θέση.
• Μια φωτογραφία είναι δισδιάστατη. Το βάρος εξαρτάται από τον όγκο. Η εκτίμηση του όγκου από μια ενιαία επίπεδη προβολή απαιτεί την υπόθεση του βάθους του σώματος και αυτή η υπόθεση είναι η μεγαλύτερη πηγή σφάλματος.
• Τα μαλλιά, η βρωμιά και το φως είναι όλα ενοχλητικά. Ο οπίσθιος φωτισμός, η λάσπη και η σκούρα γούνα σε σκούρο φόντο υποβαθμίζουν την τμηματοποίηση του περιγράμματος.
• Το ζώο κινείται. Η θέση του κεφαλιού, η στήριξη του ποδιού και η αναπνοή αλλάζουν το περίγραμμα από το ένα κλικ στο άλλο.

Όταν η ζύγιση βάσει εικόνας αποδίδει

Υπάρχουν σενάρια στα οποία η επένδυση έχει νόημα και όλα έχουν το ίδιο χαρακτηριστικό: μεγάλο όγκο και επαναλαμβανόμενη διέλευση από το ίδιο σημείο.

• Απαγόρευση κυκλοφορίας, Σε μια εγκατάσταση όπου χιλιάδες ζώα περνούν από τον ίδιο διάδρομο χειρισμού, μια βαθμονομημένη σταθερή κάμερα παρακολουθεί την πρόοδό τους χωρίς να προσθέτει άγχος.
• κέντρα αναπαραγωγής που απαιτούν συχνές καμπύλες ανάπτυξης χωρίς να σταματά η παρτίδα στη ζυγαριά.
• Έρευνα και βελτίωση, Σε αυτό το πλαίσιο, η συχνή μέτρηση χωρίς να αγγίζετε το ζώο είναι πολύτιμη από μόνη της.

Για ένα ακίνητο που ζυγίζει μια παρτίδα κάθε δύο μήνες, το κόστος του συστήματος δεν δικαιολογείται. Μια μεζούρα συν μια εφαρμογή καταγραφής είναι επαρκής για την παρακολούθηση και η ζυγαριά χρησιμοποιείται μόνο όταν απαιτείται ακριβής αριθμός.

Τι χρειάζεται για να γίνει μια φωτογραφία μέτρηση;

Το σωστό ερώτημα δεν είναι “μπορεί η τεχνητή νοημοσύνη να το κάνει;”, αλλά μάλλον “φέρει η εικόνα τις απαραίτητες πληροφορίες;”. Για να εκτιμήσει τον όγκο από μια φωτογραφία, το σύστημα χρειάζεται πράγματα που δεν έχει μια συνηθισμένη φωτογραφία κινητού τηλεφώνου:

• Αναφορά κλίμακας. Η κάμερα δεν γνωρίζει το μέγεθος αυτού που φωτογραφίζει. Ένα μοσχάρι κοντά και ένα βόδι μακριά παράγουν παρόμοιες εικόνες. Τα σοβαρά συστήματα λύνουν αυτό το πρόβλημα με μια κάμερα σε σταθερή θέση και γνωστό ύψος ή με έναν αισθητήρα βάθους.
• Ελεγχόμενη γωνία. Η ίδια αγελάδα φωτογραφημένη από ψηλά, από το πλάι και από γωνία τριών τετάρτων παράγει διαφορετικές σιλουέτες. Χωρίς τυποποιημένο καδράρισμα, δεν είναι δυνατή η σύγκριση.
• Ζώο στη θέση του. Στέκεται ακίνητος, με τέσσερα πόδια στο έδαφος, το κεφάλι σε φυσική θέση, το σώμα κάθετο στην κάμερα.
• Διαχωρισμός του ταμείου. Ένα ζώο στη μέση του κοπαδιού, σε σκιερό βοσκότοπο με άλλα ζώα από πίσω του, είναι δύσκολο να κοπεί σωστά.
• Βαθμονόμηση για το κοπάδι. Το μοντέλο πρέπει να έχει εκπαιδευτεί με ζώα παρόμοιας διάπλασης με το δικό του.

Ο συνδυασμός όλων αυτών είναι εφικτός — και αυτός ακριβώς είναι ο λόγος για τον οποίο εγκαθίστανται συστήματα που λειτουργούν σταθερές κατασκευές, Συνήθως, αυτό γίνεται στον διάδρομο χειρισμού, με τοποθετημένη κάμερα και προβλέψιμο φωτισμό. Δεν είναι μια εφαρμογή point-and-shoot.

Όπου η ζύγιση βάσει εικόνας αποδίδει πραγματικά.

Υπάρχει ένα σαφές σενάριο στο οποίο αξίζει την επένδυση και δεν είναι αυτό του παραγωγού που θέλει να εκτιμήσει δέκα ζώα ανά μήνα:

• Υψηλή ένταση και υψηλή συχνότητα. Οι εκτροφείς ζώων και οι φάρμες ζυγίζουν συχνά πολλά ζώα. Εκεί, κάθε ζύγιση κοστίζει εργασία, άγχος και χρόνο—και το αυτοματοποιημένο σύστημα αποσβένει το κόστος με αυξημένη παραγωγικότητα.
• Μείωση του στρες. Η μέτρηση χωρίς ακινητοποίηση του ζώου σημαίνει λιγότερο χειρισμό, λιγότερη απώλεια βάρους λόγω στρες και μικρότερο κίνδυνο ατυχημάτων με ανθρώπους.
• Συχνότητα που δεν επιτρέπει η κλίμακα. Ένα σταθερό σύστημα μπορεί να μετρήσει κάθε πέρασμα του ζώου και είναι η συνεχής καμπύλη — όχι ο μεμονωμένος αριθμός — που παράγει αξία.
• Ενσωμάτωση με το σύστημα διαχείρισης, ενημερώνοντας το αρχείο του ζώου χωρίς πληκτρολόγηση.

Για τις μικρές και μεσαίες εκμεταλλεύσεις, οι αριθμοί σπάνια αθροίζονται: οι επενδύσεις σε υποδομές και το κόστος ανά ζώο είναι υψηλά, και το Ζυγιστική ταινία με εφαρμογή εγγραφής Παρέχει τα απαραίτητα — παρακολούθηση της αύξησης βάρους — με κόστος σχεδόν μηδενικό.

Συχνές ερωτήσεις

Υπάρχει κάποια δωρεάν εφαρμογή που ζυγίζει τα βοοειδή χρησιμοποιώντας μια φωτογραφία από το κινητό σας τηλέφωνο;

Όχι αξιόπιστα. Τα δωρεάν που υπάρχουν λειτουργούν μετρώντας με μεζούρα ή σας ζητούν να δώσετε τις διαστάσεις. Η υπόσχεση μιας απλής φωτογραφίας που να αποδίδει το βάρος δεν ταιριάζει με τις απαιτήσεις της τεχνολογίας.

Και τι γίνεται με τα βίντεο που το δείχνουν να λειτουργεί;

Αυτές είναι συνήθως επιδείξεις εμπορικών συστημάτων, με σταθερή κάμερα και δομή, ή δοκιμές υπό ελεγχόμενες συνθήκες. Αυτό που δεν εμφανίζεται στην επίδειξη είναι η εγκατάσταση πίσω από αυτήν.

Είναι η ακρίβεια της εικόνας καλύτερη από αυτή της ταινίας;

Σε ένα καλά εγκατεστημένο και βαθμονομημένο σύστημα, τείνει να είναι —και ιδιαίτερα είναι— πιο επαναλήψιμο επειδή εξαλείφει την παραλλαγή του ανθρώπινου χεριού. Σε μια φωτογραφία κινητού τηλεφώνου χωρίς κανέναν έλεγχο, είναι χειρότερα.

Αξίζει να περιμένουμε να γίνει φθηνότερη αυτή η τεχνολογία;

Αυτή είναι η τάση και έχει ήδη φτάσει σε αγροκτήματα και εκτροφεία. Εν τω μεταξύ, η συνεπής μέτρηση με ταινία προσφέρει σχεδόν όλα τα οφέλη — επειδή αυτό που έχει σημασία στην παρακολούθηση είναι η διακύμανση, όχι ο απόλυτος αριθμός.

Μπορώ να χρησιμοποιήσω τη φωτογραφία μόνο για να ελέγξω την εκτίμηση της μεζούρας;

Ως οπτική εντύπωση, ναι — και το εκπαιδευμένο μάτι κάποιου που εργάζεται με το κοπάδι είναι αρκετά πολύτιμο. Ως αριθμός, όχι: χωρίς κλίμακα και χωρίς ελεγχόμενη γωνία, η φωτογραφία δεν μετρά τίποτα.

συμπέρασμα

Η ζύγιση βοοειδών με φωτογραφία δεν είναι μυθοπλασία: η υπολογιστική όραση που εφαρμόζεται στην κτηνοτροφία υπάρχει, λειτουργεί υπό ελεγχόμενες συνθήκες και πωλείται ως προϊόν επί πληρωμή για μεγάλης κλίμακας επιχειρήσεις. Αυτό που δεν υπάρχει είναι μια δωρεάν, άμεση έκδοση χωρίς καμία απολύτως απαίτηση.

Για τα περισσότερα ακίνητα, η ρεαλιστική προσέγγιση παραμένει η μεζούρα με καλή στράγγιση, με το αποτέλεσμα να καταγράφεται σε κινητό τηλέφωνο και να αντιμετωπίζεται ως εκτίμηση από 5% έως 10%. Και, για τις πωλήσεις, την επίσημη ζύγιση και τη δοσολογία φαρμάκων, η ζυγαριά παραμένει αναντικατάστατη.

Διαβάστε επίσης

• Εφαρμογή για ζύγιση βοοειδών: Πώς να επιλέξετε και να αποφύγετε ψευδείς υποσχέσεις
• Δωρεάν εφαρμογές για ζύγιση βοοειδών: Τι είναι δωρεάν και τι όχι
• Εφαρμογή για ζύγιση βοοειδών: Πραγματικά πλεονεκτήματα και μύθοι του αγρού
• Εφαρμογή ζύγισης ζώων: Οδηγός εγκατάστασης και χρήσης βήμα προς βήμα
• Εφαρμογή για ζύγιση βοοειδών: Όταν οι εκτιμήσεις δεν είναι αρκετές
• Ζύγιση ζώων μέσω κινητού τηλεφώνου: Τι καταγράφει και τι εκτιμά η εφαρμογή