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2016 年度 実績報告書

平面上距離画像とビデオ映像を相補的に用いた牛の発情期自動検知システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K14844
研究機関宮崎大学

研究代表者

ThiThi Zin  宮崎大学, 工学部, 教授 (30536959)

研究分担者 Pyke Tin  宮崎大学, 国際連携センター, 客員教授 (70536961)
小林 郁雄  宮崎大学, 農学部, 准教授 (20576293)
椎屋 和久  宮崎大学, 工学部, 助教 (00347048)
濱 裕光  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 名誉教授 (20047377)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード発情期自動検知 / 繁殖 / 距離画像 / 牛の行動パターン / スタンディング / マウンティング
研究実績の概要

本研究では、牛の発情行動の自動検知と、どの牛が発情行動を行っているかを把握するために、牛の個体識別を行い、追跡するアルゴリズムの開発を行った。牛の発情行動の検知は、スタンディング及びマウンティングの検知に基づく。まず、測域センサを用いた提案手法の有効性を示すために実験を行った。実験に用いた例では、スタンティングの検知率91.6%、及びマウンティングの検知率100%を実現することができた。測域センサは、真夜中でも土埃や小雨の中でも安定的に動作可能である。
一方、ビデオカメラを用いてブロックごとの分散を求め、特定の点数を超えたら発情があったと判断する手法により、検知率76.7%を得たが、距離によってブロックサイズをアダプティブに調整することで、さらなる改善が可能であると考える。これまでは領域抽出に背景差分を用いてきたが、平成28年度は、フレーム間差分を用いることで、動きの少ない牛の領域抽出に関して大きく改善できた。一般的には、牛の発情時期に運動量が上がる、という行動特性がある。これらは重要な情報として画像上で捉えることができる。このように複数特徴を利用した精度向上は今後の課題であるが、もし、ビデオカメラを用いた実用的なシステムが実現できれば、簡便・安価さから広く普及するものと思われる。
また、ビデオカメラの動画から牛を識別、追跡する新しいアルゴリズムを提案し、従来手法よりも精度の高い識別システムの構築に成功した。牛のID番号に関しては、ビデオカメラを用いて、90~96%の精度を達成した。前年度まではマーカーを用いて黒毛和牛の個体識別を中心に扱ってきたが、平成28年度はマーカーなしでホルスタイン牛の白黒模様から形状特徴を使用した個体識別が可能となった。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] The Identification of Dairy Cows Using Image Processing Techniques2016

    • 著者名/発表者名
      Thi Thi Zin, S. Sakurai, K. Sumi, I. Kobayashi, H. Hama
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters, Part B: Applications

      巻: Vol. 7 (8) ページ: 1857-1861

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A study of cow detection and extraction using feature of contrast rate2016

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Sumi, Thi Thi Zin, Thu Zar Tint, Tin Myint Naing
    • 雑誌名

      International Journal of Research in Advanced Engineering and Technology

      巻: Vol. 2 ページ: 5-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Automatic Target Tracking System Based on Local and Global Features2016

    • 著者名/発表者名
      Thi Thi Zin and K. Yamada
    • 雑誌名

      Advances in Intelligent Systems and Computing, Springer, Cham

      巻: Vol. 536 ページ: 255-264

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ホルスタインの白黒模様を用いた個体識別2017

    • 著者名/発表者名
      高松聖之、ティティズイン、小林郁雄
    • 学会等名
      電気学会知覚情報/次世代産業システム合同研究会
    • 発表場所
      宮崎大学、日本
    • 年月日
      2017-03-27 – 2017-03-27
  • [学会発表] 牛の分娩監視における行動解析に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      須見公祐、ティティズイン、小林郁雄
    • 学会等名
      電気学会知覚情報/次世代産業システム合同研究会
    • 発表場所
      宮崎大学、日本
    • 年月日
      2017-03-27 – 2017-03-27
  • [学会発表] 3Dカメラを用いた牛のBCS予測システムの構築2017

    • 著者名/発表者名
      今村颯介、ティティズイン、小林郁雄
    • 学会等名
      電気学会知覚情報/次世代産業システム合同研究会
    • 発表場所
      宮崎大学、日本
    • 年月日
      2017-03-27 – 2017-03-27
  • [学会発表] A General Video Surveillance Framework for Cow Behavior Analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Thi Thi Zin, I. Kobayashi, Pyke Tin, H. Hama
    • 学会等名
      Proc. of The Third Intl. Conf. on Computing Measurement Control and Sensor Network (CMCSN-2016)
    • 発表場所
      松江市、島根県、日本
    • 年月日
      2016-05-20 – 2016-05-22
    • 国際学会
  • [学会発表] Estrus Detection for Dairy Cow Using a Laser Range Sensor2016

    • 著者名/発表者名
      Thi Thi Zin, H. Kai, K. Sumi, I. Kobayashi, H. Hama
    • 学会等名
      Proc. of CMCSN-2016
    • 発表場所
      松江市、島根県、日本
    • 年月日
      2016-05-20 – 2016-05-22
    • 国際学会
  • [産業財産権] 発情検知装置、方法及びプログラム2016

    • 発明者名
      ティティズイン、濱裕光、小林郁雄
    • 権利者名
      ティティズイン、濱裕光、小林郁雄
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      P0028-001
    • 出願年月日
      2016-04-22

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公開日: 2018-01-16  

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