豬面部識別技術(shù)及其應(yīng)用

人工智能技術(shù)（Artificial Intelligence,AI）發(fā)展較快，目前在養(yǎng)豬業(yè)中也正在開展此方面的研究和應(yīng)用探索，其中面部識別技術(shù)就是其中一種。本文介紹了英國的一家學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)目前的研究。

英國的一家學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)目前就正在利用現(xiàn)代面部識別技術(shù)來檢測豬的不同情緒狀態(tài)。在英國愛丁堡的蘇格蘭鄉(xiāng)村學(xué)院（Scotland's Rural College,SRUC）發(fā)布的一份新聞稿中描述了科學(xué)家如何與英格蘭西部大學(xué)（University of the West of England,UWE）布里斯托爾（Bristol）的機(jī)器視覺專家合作進(jìn)行這項(xiàng)研究。希望這項(xiàng)研究能開發(fā)出一套系統(tǒng)，這套系統(tǒng)可以監(jiān)測單個(gè)動物的面部情況，從而用以提醒農(nóng)民注意有關(guān)農(nóng)場動物健康和福利的任何問題。

1 豬的面部表達(dá)能力很強(qiáng)

SRUC的新聞稿描述了豬具有很強(qiáng)的表現(xiàn)力。在《自然》雜志早些時(shí)候發(fā)表的一篇文章中，SRUC的研究已經(jīng)表明，這些動物可以用不同的面部表情向其他豬發(fā)出信號。還有證據(jù)表明，當(dāng)處于痛苦或壓力時(shí)，豬也會表現(xiàn)出不同的表情。

在SRUC的豬研究中心，科學(xué)家目前正在捕捉各種典型的商業(yè)養(yǎng)殖情況下繁殖母豬種群的3D和2D面部圖像，這些圖像可能會反映繁殖母豬不同的情緒狀態(tài)。例如，一些母豬可能患有跛足，在給予疼痛緩解治療前后母豬可以表現(xiàn)出與疼痛有關(guān)的各種不同的面部表情。

這份新聞稿解釋說，發(fā)現(xiàn)繁殖母豬的積極情緒狀態(tài)更有新的意義，母豬的食欲非常旺盛，吃飽時(shí)就會表現(xiàn)出平靜和滿足的狀態(tài)?？茖W(xué)家們希望這種情緒能反映在母豬的面部表情中從而應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。

2 豬面部圖像的處理

機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)可以將豬的面部圖像轉(zhuǎn)換為在農(nóng)場使用的一些有用信息。圖像在英格蘭西部大學(xué)Bristol機(jī)器視覺中心進(jìn)行處理，那里正在開發(fā)各種機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，以自動識別特定面部表情所傳達(dá)的動物的不同情感狀態(tài)。在這些技術(shù)成熟之后，該團(tuán)隊(duì)將與商業(yè)合作伙伴一起開發(fā)適合于農(nóng)場使用的技術(shù)以持續(xù)監(jiān)測母豬群體及特定個(gè)體。

Bristol機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的機(jī)器視覺中心的梅爾文史密斯（Melvyn Smith）教授說：“機(jī)器視覺技術(shù)提供了實(shí)現(xiàn)一種低成本、非侵入性和實(shí)用的方法來以生物計(jì)量學(xué)的方式識別農(nóng)場上的單個(gè)動物的潛力。我們的工作已經(jīng)證明了豬面部識別技術(shù)具有97%的準(zhǔn)確性。我們的下一步將是探索利用機(jī)器視覺技術(shù)自動識別特定豬的核心情緒狀態(tài)（如快樂或痛苦）的面部表情的潛力，這也是將是豬面部識別技術(shù)的首次應(yīng)用。”

3 豬面部圖像的應(yīng)用—早期發(fā)現(xiàn)豬的健康問題

SRUC的Emma Baxter博士說：“早期發(fā)現(xiàn)豬的健康問題后，通過迅速對有健康問題的豬實(shí)施量身定制的治療來解決問題，可以提高豬農(nóng)改善動物福利的潛力。這將通過預(yù)防豬的健康問題（對生產(chǎn)性能的影響）來降低生產(chǎn)成本?！?/p>

“通過研究豬的面部識別技術(shù)，我們希望提供一種真正以動物為中心的福利評估技術(shù)，在這種技術(shù)中，動物可以‘告訴’我們它們自己的經(jīng)歷和對環(huán)境的感受?！边@使得我們能夠洞察所飼養(yǎng)動物的短期情緒反應(yīng)和長期情緒狀態(tài)。

（原文出處：Pig Progress[J],2019(3):25.原文題目：Facial recognition for detecting pig emotions.原文作者：Vincent ter beek.徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院張振玲譯.）