用于预测对象状态的结果的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及用于分析工作环境中的对象的系统和方法。此外，本公开涉及用于在 基本上不影响工作流程、在其附近的运动模式等的情况下分析生物（如牲畜）的健康和安 康的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 在工业化养殖中，牲畜（如牛、鱼、家禽、猪、羊等）的健康和安康对维持组织（如 农场、分销链等）的正在进行的操作和可持续性而言是重要的。特别相关的是，工业机构、 食品分销网络以及农民关心牲畜的改进管理。如疾病的爆发（如感染、乳腺炎、流感等）的 事件，可以消灭整个畜群和/或以其他方式不利地影响牛奶的生产或产品。例如，临床和亚 临床乳腺炎可以对牛奶产量和质量具有显著负面的影响，其中临床乳腺炎的诊断常促使动 物从畜群隔离并且甚至紧急屠宰。虽然现在用抗生素治疗临床乳腺炎，但亚临床乳腺炎根 本无法治愈。
[0003] 另外，育种计划等的优化可以显著影响这类组织的底线。
[0004] 在一般情况下，虽然监控牲畜对于协助畜群管理可能是非常有用的，但监控过程 的实用性可受到如下情况阻碍：太长时间维持无隐匿和/或无故障地观察对象的需要与在 污染和/或混乱的环境中工作的需要相结合并要以不显眼的方式进行（即没有实质上改变 环境、运动路径、工作流程等）。
【发明内容】
[0005] 本公开的一个目的是提供用于改善工业环境中的动物的健康和安康的系统和方 法。
[0006] 另一个目的是提供用于改善牲畜的操作（例如挤奶、繁殖、清洁等）的管理的系统 和方法。
[0007] 另一个目的是提供用于预测在一定环境（即在某一过程期间，当通过环境移动 时，在挤奶期间，在排队期间等）中的对象的健康结果的系统和方法。
[0008] 另一个目标是提供用于预测在对象或对象群体中疾病的发作的系统和方法。
[0009] 上述目的通过本申请中所描述的系统以及方法完全或部分地满足。具体地说，本 公开的特征和方面在所附的权利要求书、以下的描述和附图中阐述。
[0010] 根据第一方面，提供了用于预测在环境中的对象的健康结果的系统，该系统包括： 位于环境内的摄像机，该摄像机配置为生成包括对象的特征的至少一部分的一个或多个图 像和/或视频序列；以及处理器，该处理器配置成根据图像和/或视频序列中的一个或多个 识别并分割该特征的至少一部分，以形成一个或多个分割特征，根据分割特征计算一个或 多个度量，以及基于该一个或多个度量预测对象的健康结果。
[0011] 在各方面中，该系统可包括配置成与处理器通信的数据库。数据库可配置为存储 图像和/或视频序列中的一个或多个、一个或多个基准特征、分割特征中的一个或多个、和 /或度量中的一个或多个。可布置该处理器以便与数据库进行通信。
[0012] 在各方面中，该处理器可配置为将基准特征中的一个或多个与分割特征中的一个 或多个比较以预测对象的健康结果，处理器可布置为接收一个或多个环境参数以预测对象 的健康结果，和/或处理器可配置为根据图像和/或视频序列中的一个或多个来计算一个 或多个环境参数以预测对象的健康结果。
[0013] 在各方面中，处理器可配置为根据多个图像和/或视频序列中的每一个来分割该 特征的至少一部分以形成分割特征部分的集合，并结合分割特征部分以形成代表性的分割 特征，用于预测对象的健康结果。
[0014] 在各方面中，处理器可配置为在存在遮蔽物（例如，身体部分、腿、尾部、脏透镜、 物体、挤奶机组件、它们的组合等）的情况下分割特征的至少一部分。
[0015] 在各方面中，摄像机（数码摄像机、可见光摄像机、近红外反射成像摄像机、红外 摄像机、荧光成像摄像机、紫外成像摄像机、热成像摄像机、3D摄像机、它们的组合等）可配 置为当对象在环境内移动时生成图像和/或视频序列。在各方面中，该系统可以包括多个 摄像机，每个摄像机布置为以便使特征的不同部分和/或对象上的可选特征成像。
[0016] 在各方面中，处理器可配置为基于健康结果预测发送警报。
[0017] 根据另一个方面，提供了根据本公开的系统在牲畜管理系统中的应用。
[0018] 根据另一个方面，提供了根据本公开的系统用于预测哺乳动物乳腺炎的发作的应 用。
[0019] 根据另一个方面，提供了根据本公开的系统用于预测动物发情期的发作的应用。
[0020] 根据另一个方面，提供了根据本公开的系统用于提供用于自动挤奶系统的输入的 应用。
[0021] 根据另一个方面，提供了用于预测环境中的对象的健康结果的方法，该方法包括： 使对象进行成像，以产生其一个或多个图像；识别一个或多个图像中的一个或多个特征； 从一个或多个图像中分割出所识别的特征的至少一部分，以形成一个或多个分割特征；根 据分割特征计算一个或多个度量；以及基于度量中的一个或多个预测对象的健康结果。
[0022] 在各方面中，成像可以在对象移动通过环境时的时间段上执行。
[0023] 在各方面中，该方法可以包括从多个图像分割出多个分割特征并产生用于量度计 算的代表性分割特征。
[0024] 在各方面中，成像可以在程序（例如，挤奶程序、药物投放、交配过程、运动事件、 训练程序等）之前、期间、和/或之后执行。
[0025] 在各方面中，该方法可包括将分割特征与来自对象的基准特征、环境参数比较，将 分割特征和/或度量与以前取得的分割特征和/或度量比较，和/或将来自对象的分割特 征和/或度量与从作为预测的部分的相关对象的家族获得的那些分割特征和/或度量比 较。
[0026] 在各方面中，该方法可以包括向用户和/或系统（例如，监控系统、牲畜管理系统、 自动挤奶系统、自动治疗系统等）警告该预测。
[0027] 在各方面中，健康结果可以是感染、发情期、疾病状态等。
[0028] 在各方面中，该方法可以包括根据对象的图像中的一个或多个识别潜在感染的位 置。
[0029] 在各方面中，可利用根据本公开的系统，摄像机（例如，数码摄像机、可见光摄像 机、近红外反射成像摄像机、红外摄像机、荧光成像摄像机、紫外线成像摄像机、热成像摄像 机、3D摄像机、它们的组合等）等执行成像。
[0030] 在各方面中，可以至少部分地通过预测模型执行该预测。
[0031] 根据另一个方面，提供了用于预测移动通过环境的部分遮蔽对象的健康结果的方 法，包括：把对象成像以产生对象的多个部分遮蔽图像；识别在一个或多个部分遮蔽图像 中的一个或多个特征；从多个图像中分割出所识别的特征的至少一部分，以形成部分分割 特征的组；合并部分分割特征以形成代表性分割特征；根据代表性分割特征计算一个或多 个度量；以及基于度量中的一个或多个预测对象的健康结果。
[0032] 在各方面中，该方法可以包括存储度量和/或代表性分割特征用于将来调用，和/ 或将一个或多个存储的度量和/或代表性分割特征与作为预测的部分的代表性分割特征 和/或度量中的一个或多个比较。
[0033] 根据另一个方面，提供了用于监控在环境中的对象的系统，该系统包括：摄像机， 摄像机布置为以便观察对象的一个或多个特征；和耦接至摄像机的处理器，该处理器配置 为分析从摄像机获得的一个或多个图像，根据对象的一个或多个图像中提取一个或多个特 征，以及分析特征或者嵌套在特征中的子特征中的一个或多个来预测对象状态的结果。
[0034] 在各方面中，对象可以是生物（例如人类、动物，鱼类、植物等），动物（如牲畜，牛、 羊、猪、马、鹿等）、植物、制造过程、野外环境、气体，它们的组合等。
[0035] 在各方面中，特征可以是乳房、乳房的部分、乳头、口鼻、鼻孔、毛发图案、皮肤斑 块、蹄、口、眼、生殖器、它们的组合等。
[0036] 在各方面中，度量中的一个或多个可以包括热成像数据、颜色、形状、尺寸数据、热 度量、平均温度、热梯度、温度差、温度范围、热图、生理参数、其中的变化、或它们的与分割 特征中的一个或多个相关的组合。
[0037] 在各方面中，根据本公开的监控系统和/或方法可配置为基于图像中的一个或多 个的分析生成诊断信号（例如结果、发热、乳腺炎、病毒、细菌感染、发情期等）。
[0038] 根据另一个方面，提供了用于对对象进行成像的方法，包括利用摄像机通过窗玻 璃获得对象的一个或多个图像，根据图像中的一个或多个评估窗玻璃的清洁度以产生清洁 度系数；以及基于清洁度系数清洁窗玻璃。在各方面中，该方法可以包括释放图像中的一个 或多个，用于基于清洁度系数的分析；将窗玻璃暴露给对象；和/或定位该对象。
[0039] 根据另一个方面，提供了用于评估对象的监控系统，包括：配置为产生一个或多个 控制信号的控制器；根据本公开的摄像机模块，配置为从对象的至少一个方面获得图像且 向控制器传输图像，摄像机模块配置为响应控制信号中的一个或多个；以及感测子系统和 /或监视摄像机，感测子系统和/或监视摄像机配置为将对象的位置、方向和/或身份传输 给控制器，控制器配置为分析对象的位置、方向和/或身份以产生控制信号中的一个或多 个。
【附图说明】
[0040] 图1示出根据本公开的用于监控对象的系统的各方面。
[0041] 图2示出根据本公开的系统的各方面。
[0042] 图3示出根据本公开的用于预测对象的结果的方法。
[0043] 图4示出根据本公开的用于预测对象的结果的模型的各方面。
[0044] 图5示出根据本公开的用于分析特征的方法的各方面。
[0045] 图6示出根据本公开的用于校准系统的方法的各方面。
[0046] 图7示出根据本公开的用于产生训练数据的方法。
[0047] 图8a_b示出根据本公开的用于评价对象的结果的度量的时间历史曲线图。
[0048] 图9示出根据本公开的显示关于对象组的数据的用户界面。