การชั่งน้ำหนักวัวด้วยภาพถ่าย: สิ่งที่คอมพิวเตอร์วิชั่นทำได้และทำไม่ได้
ใส่ โรดริโก โอลิเวร่า
คำสัญญาดูน่าดึงดูดใจ: ถ่ายรูปวัวในทุ่งหญ้าแล้วจะได้รับน้ำหนักของมันบนหน้าจอ แนวคิดนี้ควรค่าแก่การพิจารณาอย่างรอบคอบ เพราะมันเป็นการผสมผสานเทคโนโลยีที่มีอยู่จริงเข้ากับคำสัญญาที่แอปฟรีทั่วไปทำไม่ได้.
จุดเริ่มต้นนั้นเรียบง่ายและไม่เปลี่ยนแปลง: โทรศัพท์รุ่นนี้ไม่มีเซ็นเซอร์วัดน้ำหนัก. ภาพถ่ายคือเมทริกซ์ของพิกเซล มันไม่มีมวล ระบบการถ่ายภาพทำได้เพียงแค่... อนุมาน ปริมาตรและรูปร่างจะถูกกำหนดจากรูปร่างของสัตว์ แล้วจึงแปลงเป็นค่าประมาณน้ำหนัก ซึ่งเป็นเพียงค่าประมาณเสมอ.
ระบบการถ่ายภาพที่ใช้งานได้นั้นทำงานอย่างไร?
ระบบเชิงพาณิชย์สำหรับการประมาณน้ำหนักโคโดยใช้คอมพิวเตอร์วิชั่นโดยทั่วไปจะดำเนินการตามขั้นตอนดังนี้:
- การแบ่งส่วนซอฟต์แวร์จะแยกโครงร่างของสัตว์ออกจากพื้นหลังของภาพ.
- การอ้างอิงมาตราส่วนหากไม่ทราบขนาดที่แท้จริงของวัตถุในภาพ ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะแปลงพิกเซลเป็นเซนติเมตร นั่นเป็นเหตุผลที่ระบบเหล่านี้ต้องใช้แผ่นอ้างอิง เครื่องหมายบนพื้น ระยะห่างคงที่จากกล้อง หรือเซ็นเซอร์วัดความลึก.
- การสกัดค่าการวัด: ความสูง ความกว้าง ความยาว และพื้นที่ผิวของร่างกายบริเวณสะโพก.
- แบบจำลองทางสถิติค่าที่วัดได้เหล่านี้จะถูกป้อนเข้าสู่แบบจำลองที่ได้รับการฝึกฝนโดยใช้ข้อมูลจากสัตว์หลายพันตัวที่ถูกชั่งน้ำหนักบนเครื่องชั่ง และจะได้น้ำหนักโดยประมาณออกมา.
สังเกตสิ่งที่ปรากฏในรายการนี้: การจัดเฟรมภาพที่ควบคุมได้ มาตราส่วนที่ทราบ และสัตว์ในท่าทางมาตรฐาน ภาพถ่ายที่ถ่ายจากมุมใดๆ ก็ตาม โดยที่วัวตัวผู้หันข้างอยู่กลางทุ่งหญ้าและหันหลังให้แสง ไม่ตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้เลยสักข้อ.
ระบบเหล่านี้มีราคาเท่าไหร่?
ระบบชั่งน้ำหนักปศุสัตว์แบบใช้ภาพนั้นวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ โดยส่วนใหญ่เป็นแบบสมัครสมาชิก ให้กับฟาร์มเลี้ยงสัตว์ โรงเพาะเลี้ยง และโรงฆ่าสัตว์ หลายระบบประกอบด้วยฮาร์ดแวร์ที่ติดตั้งในทางเดินสำหรับเคลื่อนย้ายสัตว์ กล้องแบบติดตั้งอยู่กับที่ และการสอบเทียบโดยช่างเทคนิค เป็นเทคโนโลยีที่ถูกต้องตามกฎหมาย มีผลลัพธ์ที่วัดได้ และมีราคาที่เหมาะสมกับการดำเนินงานขนาดใหญ่.
สิ่งที่ไม่มีอยู่จริงคือเวอร์ชันมหัศจรรย์ฟรีที่สามารถใช้งานได้บนกล้องโทรศัพท์มือถือทั่วไป โดยไม่ต้องมีการอ้างอิงมาตราส่วนหรือการกำหนดตำแหน่งที่ควบคุมได้.
แอปฟรีทำอะไรได้บ้าง?
เมื่อคุณเปิดแอปส่วนใหญ่ที่โฆษณาว่าจะ "ชั่งน้ำหนักต่อรูป" คุณจะพบกับสิ่งใดสิ่งหนึ่งในสามสิ่งนี้:
- จริงๆแล้วเขากำลังขอให้คุณทำอย่างนั้น ป้อนค่าการวัด การวัดขนาดใช้เทปวัด และภาพถ่ายเป็นเพียงภาพประกอบเพื่อบันทึกข้อมูลของสัตว์เท่านั้น.
- เขาเป็น สมุดบันทึก ภาพถ่ายใช้เพื่อระบุตัวสัตว์ และน้ำหนักคือสิ่งที่คุณโยนไป.
- มันแสดงให้เห็นถึงตัวเลขที่ถูกสร้างขึ้นจากสิ่งเล็กน้อยมาก และในกรณีนั้น ผลลัพธ์จึงไม่มีค่าใดๆ เลย.
ตัวอย่างที่เป็นรูปธรรม: การประยุกต์ใช้ วัวในตาชั่ง, แอปพลิเคชันดังกล่าว ซึ่งมีให้ดาวน์โหลดใน Play Store นั้น ผู้พัฒนาได้อธิบายว่าเป็นเครื่องมือสำหรับ หมายเหตุยอดคงเหลือ. กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ แอปนี้จะจัดระเบียบข้อมูลการชั่งน้ำหนักที่ทำด้วยเครื่องชั่งจริง ไม่ใช่แอปที่ประมาณน้ำหนักจากรูปถ่ายอย่างที่มักเข้าใจผิดกัน.
วิธีการที่ได้ผลโดยไม่ต้องใช้ระบบราคาแพง: เทป
ทางเลือกที่เข้าถึงได้ง่ายและได้รับการพิสูจน์แล้วคือ การวัดรอบอกด้วยเครื่องวัดความดัน ซึ่งใช้กันมานานหลายทศวรรษแล้ว โดยใช้สายวัดผ่านด้านหลังกระดูกสะบัก วนรอบหน้าอกทั้งหมดด้านหลังแขนขา ณ จุดสูงสุดของซี่โครง ความยาวจะวัดจากจุดของไหล่ถึงจุดของกระดูกเชิงกราน.
เมื่อวัดทั้งสองค่าเป็นเซนติเมตร สูตรที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดจะประมาณค่าได้ดังนี้: น้ำหนัก (กก.) ≈ รอบอก² × ความยาว ÷ 10.838. สัตว์ที่มีรอบอก 180 เซนติเมตรและความยาว 150 เซนติเมตร จะมีน้ำหนักประมาณ 448 กิโลกรัม.
ค่าความคลาดเคลื่อนอยู่ที่ 5% ถึง 10% เพื่อลดค่าความคลาดเคลื่อนนี้: ควรวัดในเวลาเดียวกันเสมอ โดยควรวัดในตอนเช้า ขณะที่สัตว์ถูกจับตรึงไว้ ยืนนิ่ง และทรงตัวอยู่บนขาหน้าทั้งสี่ข้าง ใช้สายวัดแนบกับขนโดยไม่ต้องรัดแน่นเกินไป.
ในกรณีที่ไม่มีการประมาณการใดที่เป็นประโยชน์
ไม่ว่าการประมาณค่าจะมาจากรูปถ่ายหรือการวัดด้วยสายวัดก็ตาม มีสามสถานการณ์ที่ไม่สามารถนำมาใช้ได้:
- ขายโดย Arrobaข้อผิดพลาด 8% ในล็อตสินค้าทั้งหมดนั้นหมายถึงค่าใช้จ่ายจำนวนมากเมื่อทำการสลับด้าน.
- การชั่งน้ำหนักอย่างเป็นทางการการลงทะเบียนที่ใช้ได้ผลสำหรับบุคคลภายนอกนั้น จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่ได้รับการสอบเทียบแล้ว.
- ปริมาณยาปริมาณยาถ่ายพยาธิ ยาปฏิชีวนะ และยาฆ่าไร จะคำนวณต่อกิโลกรัม การให้ยาน้อยเกินไปจะทำให้เกิดการคัดเลือกปรสิตดื้อยาในฝูงสัตว์ ในขณะที่การให้ยามากเกินไปจะทำให้สัตว์เป็นพิษและยืดระยะเวลาการงดใช้ยาก่อนการฆ่า.
สัญญาณที่บ่งบอกว่าแอปทำงานมากเกินไป
- แอปนี้ระบุน้ำหนักจากรูปถ่ายโดยไม่ต้องขอข้อมูลเครื่องชั่งหรือตำแหน่งอ้างอิง.
- ใช้คำว่า "แม่นยำ" "ถูกต้อง" หรือ "มืออาชีพ" โดยไม่ต้องระบุค่าความคลาดเคลื่อน.
- ไม่ได้ระบุว่าการคำนวณนี้ใช้กับสัตว์ชนิดใด สายพันธุ์ใด หรือช่วงอายุใด.
- ระบบจะขอสิทธิ์การเข้าถึงที่ไม่เกี่ยวข้องกับบทบาท เช่น รายชื่อผู้ติดต่อ ข้อความ หรือไมโครโฟน.
- มีรีวิวในร้านค้าน้อยมาก และสินค้าในหมวดหมู่นี้จำนวนมากยังไม่มีการให้คะแนนด้วยซ้ำ.
ทำไมรูปถ่ายธรรมดาถึงไม่เพียงพอ
ควรพิจารณาเหตุผลทางเทคนิคอย่างละเอียด เพราะมันจะอธิบายว่าทำไมปัญหาจึงไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยแอปที่ดีกว่า:
- มันขาดความสมจริง. ภาพถ่ายลูกวัวที่อยู่ใกล้กล้องและภาพวัวตัวผู้โตเต็มวัยที่อยู่ไกลออกไป อาจให้ภาพโครงร่างที่เหมือนกันได้ หากไม่มีวัตถุที่มีขนาดที่ทราบแน่ชัดอยู่ในฉาก หรือไม่มีเซ็นเซอร์วัดความลึก ซอฟต์แวร์ก็ไม่มีทางรู้ขนาดที่แท้จริงของสัตว์ได้.
- มุมมองทำให้ภาพบิดเบี้ยว. การเอียงกล้องในระดับหนึ่งจะเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนความสูงต่อความยาวที่ปรากฏ นี่คือเหตุผลที่ระบบเชิงพาณิชย์จำเป็นต้องติดตั้งกล้องในตำแหน่งคงที่.
- ภาพถ่ายเป็นภาพสองมิติ. น้ำหนักขึ้นอยู่กับปริมาตร การประมาณปริมาตรจากภาพฉายระนาบเดียวจำเป็นต้องสมมติความลึกของวัตถุ และสมมติฐานนี้เป็นแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดที่ใหญ่ที่สุด.
- เส้นผม ฝุ่น และแสง ล้วนเป็นสิ่งที่น่ารำคาญ. แสงด้านหลัง โคลน และขนสัตว์สีเข้มบนพื้นหลังสีเข้ม ทำให้การแบ่งส่วนเส้นขอบไม่ชัดเจน.
- สัตว์ตัวนั้นกำลังเคลื่อนไหว. ตำแหน่งศีรษะ การทรงตัวของอุ้งเท้า และการหายใจ ล้วนส่งผลต่อรูปร่างโดยรวมระหว่างการคลิกแต่ละครั้ง.
เมื่อการชั่งน้ำหนักโดยใช้ภาพให้ผลลัพธ์ที่ดี
มีสถานการณ์ที่การลงทุนดังกล่าวมีความคุ้มค่า และสถานการณ์เหล่านั้นมีลักษณะร่วมกันคือ ปริมาณการซื้อขายสูงและการผ่านจุดเดิมซ้ำๆ.
- การปิดพื้นที่, ในโรงงานที่สัตว์หลายพันตัวต้องผ่านทางเดินเดียวกัน กล้องแบบติดตั้งอยู่กับที่ซึ่งได้รับการปรับเทียบแล้วจะคอยตรวจสอบการเคลื่อนไหวของสัตว์เหล่านั้นโดยไม่ทำให้พวกมันเกิดความเครียดเพิ่มขึ้น.
- ศูนย์เพาะพันธุ์ ซึ่งต้องการกราฟการเจริญเติบโตที่ถี่โดยไม่ต้องหยุดการผลิตบนเครื่องชั่ง.
- การวิจัยและการปรับปรุง, ในบริบทนี้ การวัดค่าบ่อยๆ โดยไม่ต้องสัมผัสตัวสัตว์นั้นมีคุณค่าในตัวมันเอง.
สำหรับฟาร์มที่ชั่งน้ำหนักวัตถุดิบทุกๆ สองเดือน ค่าใช้จ่ายของระบบนี้จึงไม่คุ้มค่า เทปวัดและแอปบันทึกข้อมูลก็เพียงพอสำหรับการตรวจสอบ และควรใช้เครื่องชั่งเฉพาะเมื่อต้องการตัวเลขที่แม่นยำเท่านั้น.
รูปถ่ายต้องมีคุณสมบัติอะไรบ้างจึงจะกลายเป็นเครื่องมือวัดได้?
คำถามที่ถูกต้องไม่ใช่ "AI ทำได้หรือไม่" แต่เป็น "ภาพนั้นมีข้อมูลที่จำเป็นหรือไม่" ในการประมาณปริมาตรจากภาพถ่าย ระบบต้องการข้อมูลที่ภาพถ่ายจากโทรศัพท์มือถือทั่วไปไม่มี:
- มาตราส่วนอ้างอิง. กล้องไม่ทราบขนาดของสิ่งที่กำลังถ่ายภาพ ลูกวัวที่อยู่ใกล้ๆ กับวัวตัวผู้ที่อยู่ไกลๆ จะให้ภาพที่คล้ายคลึงกัน ระบบที่ทันสมัยจะแก้ปัญหานี้ด้วยกล้องที่ติดตั้งในตำแหน่งคงที่และความสูงที่ทราบ หรือใช้เซ็นเซอร์วัดความลึก.
- ควบคุมมุมได้. วัวตัวเดียวกันที่ถ่ายภาพจากด้านบน ด้านข้าง และมุมสามในสี่ส่วน จะให้เงาที่แตกต่างกัน หากไม่มีการกำหนดกรอบภาพที่เป็นมาตรฐาน ก็ไม่สามารถเปรียบเทียบได้.
- สัตว์อยู่ในท่าทางที่กำหนด. ยืนนิ่ง ขาทั้งสี่ข้างแตะพื้น หัวอยู่ในท่าที่เป็นธรรมชาติ ลำตัวตั้งฉากกับกล้อง.
- การแยกกองทุน. สัตว์ที่อยู่ตรงกลางฝูง ในทุ่งหญ้าร่มรื่น โดยมีสัตว์ตัวอื่นอยู่ด้านหลัง จะทำให้การตัดขนอย่างถูกต้องเป็นเรื่องยาก.
- การปรับเทียบสำหรับฝูงสัตว์. แบบจำลองจำเป็นต้องได้รับการฝึกฝนด้วยสัตว์ที่มีรูปร่างลักษณะคล้ายคลึงกับตัวมันเอง.
การนำสิ่งเหล่านี้มารวมกันนั้นเป็นไปได้ และนั่นคือเหตุผลที่ระบบที่ใช้งานได้จริงจึงถูกติดตั้งใน... โครงสร้างคงที่, โดยทั่วไปแล้ว การทำเช่นนี้จะทำในบริเวณทางเดินสำหรับเคลื่อนย้ายสัตว์ โดยใช้กล้องที่ติดตั้งไว้และแสงสว่างที่คาดการณ์ได้ ไม่ใช่แอปพลิเคชันที่ใช้งานง่ายเพียงแค่เล็งแล้วกดถ่าย.
ในกรณีที่การชั่งน้ำหนักโดยใช้ภาพเป็นหลักให้ผลลัพธ์ที่คุ้มค่าอย่างแท้จริง
มีสถานการณ์ที่ชัดเจนซึ่งการลงทุนนี้คุ้มค่า และไม่ใช่สถานการณ์ของผู้ผลิตที่ต้องการประมาณจำนวนสัตว์สิบตัวต่อเดือน:
- ปริมาณเสียงสูงและความถี่สูง. ฟาร์มเลี้ยงสัตว์และโรงเลี้ยงปศุสัตว์ชั่งน้ำหนักสัตว์จำนวนมากบ่อยครั้ง ซึ่งการชั่งน้ำหนักแต่ละครั้งนั้นต้องใช้แรงงาน ความเครียด และเวลา และระบบอัตโนมัติจะคุ้มค่าในระยะยาวด้วยผลผลิตที่เพิ่มขึ้น.
- การลดความเครียด. การวัดขนาดโดยไม่ต้องจับสัตว์ไว้ หมายถึงการจัดการสัตว์น้อยลง การสูญเสียน้ำหนักเนื่องจากความเครียดน้อยลง และความเสี่ยงต่ออุบัติเหตุที่อาจเกิดขึ้นกับบุคคลน้อยลง.
- ความถี่ที่มาตราส่วนไม่อนุญาต. ระบบคงที่สามารถวัดการเคลื่อนที่แต่ละครั้งของสัตว์ได้ และค่าที่ได้มาจากเส้นโค้งต่อเนื่อง ไม่ใช่ตัวเลขที่แยกออกมาต่างหาก.
- การบูรณาการกับระบบการจัดการ, อัปเดตข้อมูลของสัตว์โดยไม่ต้องพิมพ์ข้อความ.
สำหรับฟาร์มขนาดเล็กและขนาดกลาง ตัวเลขมักไม่ลงตัว: การลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานและต้นทุนต่อตัวสัตว์สูง และ เทปชั่งน้ำหนักพร้อมแอปบันทึก แอปนี้ให้ข้อมูลสำคัญครบถ้วน เช่น การติดตามการเพิ่มน้ำหนัก ในราคาที่แทบจะเป็นศูนย์.
คำถามที่พบบ่อย
มีแอปพลิเคชันฟรีที่สามารถชั่งน้ำหนักวัวโดยใช้รูปถ่ายจากโทรศัพท์มือถือได้หรือไม่?
ไม่น่าเชื่อถือ เครื่องมือวัดน้ำหนักแบบฟรีที่มีอยู่ส่วนใหญ่จะใช้การวัดด้วยสายวัด หรือไม่ก็ขอให้คุณระบุขนาด การอ้างว่าภาพถ่ายง่ายๆ สามารถบอกน้ำหนักได้นั้น ไม่ตรงกับสิ่งที่เทคโนโลยีต้องการ.
แล้ววิดีโอที่แสดงให้เห็นว่ามันใช้งานได้จริงล่ะ?
โดยปกติแล้วจะเป็นการสาธิตระบบเชิงพาณิชย์ โดยใช้กล้องและโครงสร้างคงที่ หรือเป็นการทดสอบภายใต้สภาวะควบคุม สิ่งที่ไม่ปรากฏในการสาธิตคือการติดตั้งเบื้องหลัง.
ความแม่นยำของภาพดีกว่าเทปหรือไม่?
ในระบบที่ติดตั้งและปรับเทียบอย่างดีแล้ว ภาพถ่ายที่ได้มักจะมีความแม่นยำและทำซ้ำได้ดีกว่า เพราะช่วยลดความคลาดเคลื่อนจากฝีมือมนุษย์ ในขณะที่ภาพถ่ายจากโทรศัพท์มือถือที่ไม่มีการควบคุมใดๆ นั้น ความแม่นยำจะต่ำกว่า.
คุ้มค่าหรือไม่ที่จะรอให้เทคโนโลยีนี้มีราคาถูกลง?
นี่คือแนวโน้ม และมันได้แพร่กระจายไปยังฟาร์มและโรงเลี้ยงสัตว์แล้ว ในขณะเดียวกัน การวัดอย่างสม่ำเสมอด้วยสายวัดจะให้ประโยชน์เกือบทั้งหมด เพราะสิ่งที่สำคัญในการตรวจสอบคือความแปรปรวน ไม่ใช่ตัวเลขสัมบูรณ์.
ฉันสามารถใช้รูปภาพเพื่อตรวจสอบการประมาณระยะด้วยตลับเมตรได้หรือไม่?
ในแง่ของภาพลักษณ์ ใช่ — และสายตาที่ฝึกฝนมาของคนที่ทำงานกับฝูงสัตว์นั้นมีค่ามาก แต่ในแง่ของตัวเลข ไม่ใช่: หากไม่มีมาตราส่วนและมุมที่ควบคุมได้ ภาพถ่ายก็ไม่สามารถวัดอะไรได้เลย.
บทสรุป
การชั่งน้ำหนักวัวด้วยภาพถ่ายไม่ใช่เรื่องสมมติ: เทคโนโลยีการมองเห็นด้วยคอมพิวเตอร์ที่นำมาประยุกต์ใช้ในการเลี้ยงปศุสัตว์มีอยู่จริง ใช้งานได้ภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุมได้ และวางจำหน่ายเป็นผลิตภัณฑ์แบบเสียเงินสำหรับฟาร์มขนาดใหญ่ แต่สิ่งที่ยังไม่มีคือเวอร์ชันฟรีที่ใช้งานได้ทันทีโดยไม่มีข้อกำหนดใดๆ ทั้งสิ้น.
สำหรับที่ดินส่วนใหญ่ วิธีที่สมจริงที่สุดยังคงเป็นการใช้สายวัดที่มีการระบายน้ำที่ดี โดยบันทึกผลลัพธ์ลงในโทรศัพท์มือถือและใช้เป็นค่าประมาณ 51,000 ถึง 101,000 กิโลกรัม และสำหรับการขาย การชั่งน้ำหนักอย่างเป็นทางการ และการวัดขนาดยา เครื่องชั่งยังคงเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้.
อ่านด้วย
- แอปพลิเคชันสำหรับชั่งน้ำหนักวัว: วิธีเลือกใช้และหลีกเลี่ยงคำสัญญาที่หลอกลวง
- แอปพลิเคชันฟรีสำหรับชั่งน้ำหนักโค: แอปไหนฟรีและแอปไหนไม่ฟรี
- แอปพลิเคชันสำหรับชั่งน้ำหนักโค: ข้อดีที่แท้จริงและความเชื่อผิดๆ ในวงการนี้
- แอปชั่งน้ำหนักปศุสัตว์: คู่มือการติดตั้งและการใช้งานทีละขั้นตอน
- แอปชั่งน้ำหนักโค: เมื่อการประมาณการไม่เพียงพอ
- การชั่งน้ำหนักสัตว์ด้วยโทรศัพท์มือถือ: แอปบันทึกอะไรบ้าง และประมาณการอย่างไร
