一种基于静态图片分析肉鸡抱团比例判定或辅助判定肉鸡偏冷不舒适的方法与流程

本发明属于生物技术领域，尤其涉及动物行为学领域，具体涉及一种基于静态图片分析肉鸡抱团比例判定或辅助判定肉鸡偏冷不舒适的方法。

背景技术

在我国大部分地区的寒冷季节，规模化肉鸡舍需要以人工加热的方式维持适宜的舍内温度。近年来因环保的要求，部分地区冬季采暖由燃煤改为燃气，导致冬季的饲养成本进一步增加。研究肉鸡适宜的下限温度不仅可以节约能源，降低肉鸡的饲养成本，同时还有助于改善鸡场周边环境的空气质量。

仅根据生产性能难以准确判断肉鸡适宜的下限温度。当环境温度发生变化时，家禽首先通过改变体表温度和行为方式，调节产热和散热平衡，维持体温恒定，因此根据不同低温下肉鸡行为的变化，可以判断肉鸡适宜的下限温度。胡春红和张敏红发现肉鸡处于偏冷不舒服状态下发生侵扰行为的时间显著增加，可以根据侵扰行为时间的变化判断肉鸡的舒适性。但是侵扰行为的观测是基于视频的动态行为分析，目前需要通过视频捕捉，使用人工观测的方法进行采集，方法复杂，需要花费大量的时间，且不利于今后应用计算机进行自动观测分析。因此需要进一步开发新的、敏感的行为指标，且分析方法简单，利于今后开发基于计算机分析的环境自动控制软件。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于静态图片分析肉鸡抱团比例判定或辅助判定肉鸡偏冷不舒适的方法。

本发明提供了一种建立实验室判断待测肉鸡偏冷不舒适的模型的方法，该方法包括如下步骤：

1)在达到待评价环境温度后饲养一定时间，对笼中肉鸡进行照片拍摄，记录每张图片中观察到的肉鸡总数及发生抱团行为的肉鸡数量，计算发生抱团行为的肉鸡比例；

2)以舒适温度饲养条件下为对照，得到舒适温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例；

3)待评价环境温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例和舒适温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例，即为实验室判断待测肉鸡偏冷不舒适的模型。

本发明还提供了一种判定或辅助判定待测肉鸡偏冷不舒适的方法，该方法包括如下步骤：

1)在达到待评价环境温度后饲养一定时间，对笼中肉鸡进行照片拍摄，记录每张图片中观察到的肉鸡总数及发生抱团行为的肉鸡数量，计算发生抱团行为的肉鸡比例；

2)以舒适温度饲养条件下为对照，得到舒适温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例；

3)待评价环境温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例和舒适温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例，即为实验室判断待测肉鸡偏冷不舒适的模型；

4)利用所述模型，判定或辅助判定待测肉鸡偏冷不舒适；

所述判定或辅助判定待测肉鸡偏冷不舒适的方法包括如下步骤：

以舒适温度饲养条件下为对照，比对所述待测肉鸡在待评价环境温度饲养和舒适温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例；

若所述待测肉鸡在待评价环境温度饲养下发生抱团行为的肉鸡比例显著高于在舒适温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例，则待测肉鸡处于或候选处于偏冷不舒适状态；

若所述待测肉鸡在待评价环境温度饲养下发生抱团行为的肉鸡比例与在舒适温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例无显著差异，则待测肉鸡不处于或候选不处于偏冷不舒适状态。

具体的，所述抱团行为定义为：肉鸡胸部着地，同时3只或3只以上肉鸡接触，且肉鸡之间的接触面的最长边长度大于肉鸡周长的1/4。

所述一定时间为30min以上；具体可为30min。

所述照片拍摄具体可为：在笼子上方悬挂1个红外摄像机，调整高度使视野覆盖整个鸡笼。拍摄视频由nvr存储，试验结束后回放观察抱团行为的发生次数。采用图像扫描采样，瞬时记录法进行统计。试验期间每天11:00～12:00、16:00～17:00，每10min进行截屏、观察一次，每天观察12次。

对于生长中期的肉鸡，如21-28日龄的肉鸡，舒适的环境温度平均为25-28℃。

对于生长后期的肉鸡，如35-42日龄的肉鸡，舒适的环境温度平均为21.5～23.5℃。

本发明以肉鸡发生抱团行为的比例作为肉鸡偏冷不舒适评价的指标。

所述肉鸡偏冷不舒适是指肉鸡所处环境温度偏低而对肉鸡来说是不舒适的。

本发明的实验证明，本发明提供的方法，相比其他判定偏冷不舒适的行为及体温指标更加敏感。且采用静态图片分析，相较其他通过动态视频分析某种行为的方法更加简单和敏感，更加适合开发基于计算机图像分析的肉鸡舍内温度自动化控制程序。

附图说明

图1为环境控制舱内温度的设定：(a)21-28日龄，(b)35～42日龄。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。

实施例1、建模

当前白羽肉鸡多采用高密度集约化养殖模式，每平米肉鸡养殖数量平均12-14只，另外肉鸡生长速度快，在中后期由于体重过大，喜欢俯卧，导致正常温度下肉鸡可能会出现随机性的“抱团”现象，因此需要研究随环境温度降低，不同抱团行为定义的变化规律，确定能够准确反映偏冷不舒适的抱团行为的定义，建立以抱团行为判断肉鸡偏冷不舒适的模型。

1、试验动物和环境温度

选择21日龄健康雄性肉鸡360只，随机分为6个处理组，每个处理组6个重复(笼)，分别饲养于6个人工环境控制舱内。正式试验期7天(21～28日龄)，6个环境控制舱内的温度分别设定为28～25℃(平均26.5℃组，mat26.5)、26.5～23.5℃(mat25.0)、25～22℃(mat23.5)、23.5～20.5℃(mat22.0)、22～19℃(mat20.5)、20.5～17.5℃(mat19.0)，具体温度设定及变化见图1。

选择35日龄健康雄性肉鸡240只，随机分为5个处理组，每个处理组6个重复(笼)，分别饲养于5个人工环境控制舱内。正式试验期7天(35～42日龄)，5个环境控制舱内的温度分别设定为23.5～21.5℃(平均22.5℃组，mat22.5)、21.5～19.5℃(mat20.5)、19.5～17.5℃(mat18.5)、17.5～15.5℃(mat16.5)、15.5～13.5℃(mat14.5)，具体温度设定及变化见图1。

2、行为采集

每个笼子上方悬挂1个红外摄像机，调整高度使视野覆盖整个鸡笼。拍摄视频由nvr存储，试验结束后回放观察抱团行为的发生次数。采用图像扫描采样，瞬时记录法进行统计。试验期间每天11:00～12:00、16:00～17:00，每10min进行截屏、观察一次，每天观察12次，共观察84次。记录每次观察时每个重复中发生抱团行为的肉鸡比例，以重复为单位，计算7天发生肉鸡抱团行为的平均比例。

肉鸡抱团行为的定义：

定义1：肉鸡胸部着地，同时2只或2只以上接触，且接触面的最长边长度大于肉鸡周长的1/4；

定义2：肉鸡胸部着地，同时3只或3只以上接触，无接触面要求；

定义3：肉鸡胸部着地，同时3只或3只以上接触，且接触面的最长边长度大于肉鸡周长的1/4；

3、行为数据处理

采用sas9.2统计软件中非参数kruskal-wallis检验。试验数据用平均值±标准差，p<0.05为差异显著。

4、环境低温对不同抱团行为定义的影响

表1、环境低温对21-28日龄肉鸡不同抱团行为定义的影响(％)

表2、环境低温对35-42日龄肉鸡不同抱团行为定义的影响(％)

由表1和表2所列试验结果可知，如果将抱团行为定义为“2只或2只以上紧密接触”或“3只或3只以上接触”时，环境低温对抱团行为并未产生显著影响，这在21-28日龄阶段和35-42日龄阶段的结果一致。表明这两个定义的范围过宽，随机性的接触过多，掩盖了环境温度的影响。而将抱团行为定义为“3只或3只以上紧密接触”时，在21-28日龄阶段和35-42日龄阶段，环境温度均对抱团行为产生了显著影响，表明这一定义消除了随机性接触，使抱团行为能够准确反映环境温度的变化，可以作为判断肉鸡偏冷不舒适的行为指标。

5、建模

1)将肉鸡饲养于舒适温度和待评价低温的环境下，采用图像扫描采样，瞬时记录法，统计发生抱团行为的肉鸡占总数的比例；肉鸡抱团行为的定义：肉鸡胸部着地，同时3只或3只以上接触，且接触面的最长边长度大于肉鸡周长的1/4；

2)以舒适温度饲养条件下为对照，得到舒适温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例；

3)待评价环境温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例和舒适温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例进行比对，即为实验室判断待测肉鸡偏冷不舒适的模型。

实施例2、以抱团行为判定待测21-28日龄肉鸡偏冷不舒适及与其他评定指标的比较

1、试验动物和环境温度

选择21日龄健康雄性肉鸡360只，随机分为6个处理组，每个处理组6个重复(笼)，分别饲养于6个人工环境控制舱内。环控舱温度设定同实例一。

2、行为采集及体表温度的测定

利用红外摄像机记录肉鸡行为视频，采用图像扫描采样，瞬时记录法进行统计各种行为的发生比例。具体方法同实施例1。

釆食行为的定义：头部位于食槽上方；

站立行为的定义：双腿站立(不统计采食和饮水的肉鸡)；

体表温度：实验期间每个重复选取一只肉鸡，采用红外成像仪对肉鸡头部侧面、进行垂直拍摄，拍摄距离为0.5m，每隔5min拍摄一次，连续拍摄2次，共连续拍摄7天。利用flortoois软件测量红外照片中耳垂部位的温度。

3、判定待测肉鸡偏冷不舒适的方法

1)将肉鸡饲养于舒适温度和待评价低温的环境下，采用图像扫描采样，瞬时记录法，统计发生抱团行为的肉鸡占总数的比例；肉鸡抱团行为的定义：肉鸡胸部着地，同时3只或3只以上接触，且接触面的最长边长度大于肉鸡周长的1/4；

2)以舒适温度饲养条件下为对照，得到舒适温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例；

3)待评价环境温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例和舒适温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例进行比对，即为实验室判断待测肉鸡偏冷不舒适的模型。

4)利用所述模型，判定或辅助判定待测肉鸡偏冷不舒适；

所述判定或辅助判定待测肉鸡偏冷不舒适的方法包括如下步骤：

以舒适温度饲养条件下为对照，比对所述待测肉鸡在待评价环境温度饲养和舒适温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例；采用sas9.2统计软件中非参数kruskal-wallis检验。试验数据用平均值±标准差，p<0.05为差异显著。

结果如表3所示。

表3、低温环境对肉鸡抱团行为的影响(21-28日龄)

由表3可以看出，随环境温度降低，21-28日龄肉鸡的抱团行为呈线性升高。与舒适温度(平均26.5℃)相比，当环境温度低于22.0℃时，肉鸡的抱团行为显著升高，表明对于生长中期的肉鸡，环境温度低于22.0℃时即处于偏冷不舒适状态。

4、与其他行为指标和皮温等指标判断肉鸡偏冷不舒适的比较

表4、低温环境下不同肉鸡行为和体表温度变化的比较(21-28日龄)

由表4可以看出，与舒适温度相比，当环境温度低于23.5℃时，肉鸡的采食行为和站立行为显著升高，当环境温度低于22℃时，肉鸡的抱团行为显著升高。表明对于21-28日龄的肉鸡，采食行为、站立行为和抱团行为对于低温的敏感性相似，均可作为判定肉鸡偏冷不舒适的指标。当环境温度低于19℃时，肉鸡的耳垂温度才显著降低，表明耳垂温度对低温不敏感，不易作为判定肉鸡偏冷不舒适的指标。

实施例3、以抱团行为判定待测35-42日龄肉鸡偏冷不舒适及与其他评定指标的比较

1、试验动物和环境温度

选择35日龄健康雄性肉鸡240只，随机分为5个处理组，每个处理组6个重复(笼)，分别饲养于5个人工环境控制舱内。环控舱温度设定同实施例1。

2、行为采集及体表温度的测定

行为采集及其定义同实施例2，体表温度测定同实施例2。

3、判定待测肉鸡偏冷不舒适的方法

判定或辅助判定待测肉鸡偏冷不舒适的方法同实施例2。

结果如表5所示。

表5、低温环境对肉鸡抱团行为的影响(35-42日龄)

由表5可以看出，随环境温度降低，35-42日龄肉鸡的抱团行为呈线性升高。与舒适温度(平均22.0℃)相比，当环境温度低于20.0℃时，肉鸡的抱团行为开始显著升高，表明对于生长后期的肉鸡，环境温度低于20.0℃时即处于偏冷不舒适状态。

4、与其他行为指标和皮温等指标判断肉鸡偏冷不舒适的比较

表6、低温环境下不同肉鸡行为和体表温度变化的比较(35-42日龄)

由表6可以看出，与舒适温度(22.0℃)相比，当环境温度低于14.0℃时，肉鸡的站立行为才显著升高，而采食行为随温度降低并没有显著变化，表明这两种行为对于低温的反应不敏感，不适合作为判定35-42日龄肉鸡偏冷不舒适的指标。当环境温度低于20℃时，肉鸡的抱团行为显著升高，同时肉鸡的耳垂温度显著降低，表明对于35-42日龄的肉鸡，抱团行为和耳垂温度对于低温同样敏感，均可作为判定肉鸡偏冷不舒适的指标。

以上结果表明，可以用如下方法判定待测肉鸡是否处于偏冷不舒适状态：

以舒适温度饲养条件下为对照，比对所述待测肉鸡在待评价环境温度饲养和舒适温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例；

若所述待测肉鸡在待评价环境温度饲养下发生抱团行为的肉鸡比例显著高于在舒适温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例，则待测肉鸡处于或候选处于偏冷不舒适状态；

若所述待测肉鸡在待评价环境温度饲养下发生抱团行为的肉鸡比例与在舒适温度饲养条件下发生抱团行为的肉鸡比例无显著差异，则待测肉鸡不处于或候选不处于偏冷不舒适状态。