基于轻量化网络与注意力机制的育肥猪采食行为识别方法研究

陆舟, 沈明霞, 刘龙申, 薛鸿翔, 丁奇安, 陈佳

南京农业大学学报 ›› 2023, Vol. 46 ›› Issue (04) : 802-812.

基于轻量化网络与注意力机制的育肥猪采食行为识别方法研究

  • 陆舟, 沈明霞, 刘龙申, 薛鸿翔, 丁奇安, 陈佳
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摘要

[目的]针对育肥猪采食行为识别误差大、检测速度慢等问题,提出一种具有轻量化结构的育肥猪采食行为检测模型,实现对育肥猪采食行为的快速检测与采食时长统计。[方法]以YOLO v5L目标检测算法为基础,构建侧视视角下的猪只采食行为检测模型。对比更换不同轻量化主干网络后对模型检测效果的影响,选取性能最优的模型;改进ShuffleNet V2网络结构基本单元,采用Mish激活函数提高模型泛化能力与推理速度,引入SE注意力机制给予目标特征更高的权重以提高目标识别精度;对比分析模型增加非营养性访问行为检测前、后的采食行为识别准确率。[结果]优化后的育肥猪采食行为检测模型大小为38.2 MB,计算量为37.8 GFLOPs,视频检测平均帧耗时7.6 ms。与非营养性访问行为进行区分识别后,猪只采食行为检测识别准确率为96.4%,召回率为92.5%。模型检测采食时长与人工统计采食时长相对误差为6.1%。[结论]改进的YOLO v5L-ShuffleNet网络模型检测速度和模型大小均能满足实际生产需求,可在复杂养殖环境中全天候识别育肥猪采食行为。

关键词

育肥猪 / 采食行为 / 轻量化模型 / YOLO v5L / 实时监测

中图分类号

S828

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陆舟, 沈明霞, 刘龙申, 薛鸿翔, 丁奇安, 陈佳. 基于轻量化网络与注意力机制的育肥猪采食行为识别方法研究. 南京农业大学学报. 2023, 46(04): 802-812

基金

江苏省科技计划项目(BE2019382)

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