Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Hemmat,Seyed Ahmad Mireei,Ali Sadeghi sefidmazgi
عباس همت (استاد راهنما) سیداحمد میره ای (استاد راهنما) علی صادقی سفیدمزگی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohamad Soltani
محمد سلطانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Designing of a machine vision system to estimate body condition score in dairy cows
Dairy farming has been part of agriculture for thousands of years. Today, modern dairy cows are bred specifically to produce large quantities of milk. Dairy cattle are the most efficient of all farm livestock in converting feed protein and energy to food. Body condition scoring is a visual assessment of the amount of fat and muscle covering a cow's bones, regardless of body size. Body condition score (BCS) estimates the mobilization of cattle's energy reserves or the degree of fatness or thinness using a 5-point scale. BCS is an important management tool to maximize milk production and reproductive efficiency while reducing the incidence of cattle's metabolic diseases. It is also an important indicator to determine the amount of dry matter consumption in cows' early lactation. In traditional methods, BCS is evaluated by veterinarians or skilled personnel, which is costly, especially at large industrial farms, and is performed at low speed and over long periods and has low efficiency. Automatic and objective dairy cow body condition scoring can be used as a feed, reproduction, health, and longevity management tool. In this study, the automatic evaluation of BCS by digital imaging method and image processing technique was investigated to replace the traditional manual method. This study aims to establish an automated visual machine system for scoring dairy cows' physical condition using low-cost digital cameras and artificial neural networks. This method is a non-contact and stress-free platform on cows. In this method, images of cows were continuously recorded by a conventional digital camera. The extremities of the cows were identified from the original image and then subtracted from the background. Finally, after pre-processing, the general contour of the end of the cow body was obtained, and 59 different features were extracted. These features were considered as neural network input, and the BCS scores were considered as the network output. The two-stage Key Words: Image Processing, Artificial Neural Network, dir=rtl
گاو شیری به عنوان یک تولیدکننده ارزنده غذا برای انسان‌ها به شمار می‌رود. در کشورهایی که صنعت لبنی پیشرفته دارند، بخش کشاورزی و دامپروری از مکانیزاسیون بهره‌مند شده است. تجهیزات مکانیزه به تولیدکننده کمک می‌کند تا بسیاری از فرآیندها را برای کاهش هزینه‌ها و افزایش عملکرد گاو کنترل کند. نمره وضعیت بدن (BCS) یک شاخص اندازه‌گیری برای برآورد نسبی از چربی زیرپوستی بدن به عنوان ذخیره انرژی در گاوهای شیری است. BCS یک ابزار مهم مدیریتی برای به حداکثر رساندن تولید شیر و بازده تولید مثل و در عین حال کاهش بروز بیماری‌های متابولیک در گاو است. همچنین یک شاخص مهم جهت تخمین میزان مصرف ماده خشک در اوایل دوران شیردهی گاو است. در روش‌های سنتی، BCS توسط متخصصان دامپزشکی یا پرسنل ماهر ارزیابی می‌شود که به خصوص در گاوداری‌های صنعتی بزرگ، هزینه‌بر است و با سرعت کم و در بازه‌های زمانی زیاد انجام می‌گیرد و راندمان پایینی دارد. در این پژوهش، ارزیابی اتوماتیک BCS به روش تصویربرداری دیجیتال و تکنیک پردازش تصویر مورد بررسی قرار گرفت تا جایگزین روش دستی سنتی شود. در این پژوهش، از یک سامانه خودکار ماشین بینایی برای امتیازدهی وضعیت بدنی گاوهای شیری با استفاده از دوربین دیجیتال کم هزینه و شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد. این روش یک پلتفرم غیر تماسی و عاری از استرس روی گاوها است. در این روش، تصاویر گاوها بصورت پیوسته توسط دوربین دیجیتال ثبت و ضبط شد. سپس قسمت‌های انتهایی بدن گاوها از تصویر اصلی شناسایی شده و از پس‌زمینه جدا شد. در نهایت پس از پردازش‌های اولیه کانتور کلی قسمت انتهایی بدن گاوها بدست آمد و 59 ویژگی مختلف آن استخراج شد. این ویژگی‌ها به عنوان ورودی شبکه عصبی قرار داده و نمرات مختلف BCS به عنوان خروجی شبکه در نظر گرفته شد. برای تخمین BCS نهایی گاوها از طبقه‌بندی دو مرحله‌ای استفاده شد. ابتدا گاوهای چاق (گاوهایی با BCS بیشتر از 3) و لاغر(گاوهایی با BCS برابر و کمتر از 3) از یکدیگر تفکیک داده شدند. سپس هر دسته به گروه‌های مختلف BCS طبقه‌بندی شد. نتایج نشان داد که روش پردازش تصویر و شبکه عصبی برای تفکیک گاوهای چاق و لاغر دارای دقت 7/80 درصد بود. همچنین روش پردازش تصویر به کمک مدلسازی شبکه‌های عصبی مصنوعی توانست سطوح مختلف گاوهای لاغر و گاوهای چاق را با دقت‌های به ترتیب 67/75 درصد و 80 درصد طبقه‌بندی کند. نتیجه نهایی این پژوهش نویدبخش ارائه یک روش قابل اعتماد و مناسب جهت ارزیابی سریع و کم‌هزینه‌ی BCS گاوها بود. کلمات کلیدی: پردازش تصویر، شبکه عصبی مصنوعی، طبقه‌بندی، استخراج ویژگی، جداسازی پس‌زمینه

ارتقاء امنیت وب با وف بومی