一种东北虎个体识别方法技术

一种东北虎个体识别方法，涉及动物识别领域，包括：建立东北虎个体基准数据库；根据躯干和后腿部位花纹图像数据训练得到对应分类器；拍摄影像；实时检测是否存在东北虎目标；若存在则采用动物姿态估计方法提取东北虎目标的实时姿态；根据姿态估计参数确定当前画面东北虎躯体的方向，自动提取东北虎躯干和后腿部位花纹图像；连续提取若干组花纹图像数据，组成躯干和后腿部位花纹图像序列；分别将躯干和后腿部位花纹图像序列输入到对应侧的分类器中，得到躯干和后腿部位花纹图像序列的分类结果；融合分类结果得到最终的东北虎个体分类结果。本发明专利技术普适性高，识别效率高，具有较高的实用性和可靠性。性和可靠性。性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种东北虎个体识别方法


[0001]本专利技术涉及动物识别
，具体涉及一种东北虎个体识别方法。

技术介绍

[0002]在我国，野生东北虎的个体监测经过了一个漫长的发展过程。起初，保护区的巡护员仅通过肉眼寻找东北虎的足迹，识别不同个体，进而统计东北虎的数量。随着种群数量的加倍与邻近生境中个体的迁入，这种完全依靠巡护员肉眼和经验的监测方法，已经不能满足野生东北虎个体识别的要求，从而逐渐发展出了以下几种常见的识别方法：
[0003]一、足迹识别。通过提取东北虎足迹的形状特征数据，统计分析辨别东北虎个体。这种方法在实际使用中存在以下缺点：该方法中，需要保护区的巡护员通过肉眼直接判别，或者利用一套方法描摹东北虎的足迹，然后进行脚印普查对照进行识别。东北虎在不同的基底(土壤质地、水分、深度等)上足迹的形状和大小会发生变化，而且，该方法在使用时需要依靠有经验的巡护员才能实现。另外，不同的巡护员对东北虎脚印特征进行描摹的能力也不同，会影响到最终的识别结果。
[0004]二、DNA识别。从粪便、毛发、唾液等生物样本中提取DNA进行分析，识别东北虎个体。这种方法在实际使用中存在以下缺点：取样材料主要包括粪便、尿样、自动脱落或使用陷阱钢丝刮下的毛发、捕食猎物时留下的唾液等，一般粪便较多，好收集、易保存、提取DNA成功率更高，所以主要以粪便作为理想可靠的非损伤性样品。但这种方法中，样本收集难度较大，易污染和损伤，DNA提取成功率往往会受到影响。非损伤性材料中提取的DNA往往因含量少、质量差可能导致后续的分析过程中出现分类错误。
[0005]三、气味识别。依靠经过训练的狗等动物，根据东北虎粪便的气味辨别东北虎个体。这项应用受启发于狗已经被长期应用于司法机关去寻找失踪或埋藏的人，查找非法物质如麻醉剂或爆炸物和鉴别嫌疑犯。利用受过专门训练的狗来识别东北虎粪便的气味，可以实现东北虎个体识别。这些用来气味识别的狗需要从小培养，所以需要专门的人员管理。同时，当狗因为生病或是年纪增长，气味识别准确率下降时，人们不能立刻知道。

技术实现思路

[0006]基于此，本专利技术提供一种东北虎个体识别方法，以解决现有东北虎识别方法存在的上述问题。
[0007]本专利技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0008]本专利技术的一种东北虎个体识别方法，主要包括以下步骤：
[0009](1)分别提取东北虎躯干和后腿部位花纹图像，建立东北虎个体的基准数据库；
[0010](2)根据基准数据库中的躯干和后腿部位花纹图像数据，训练得到基于密集卷积神经网络的分类器；
[0011](3)布设好相机，当东北虎经过时自动触发相机拍摄影像，实时视频流接入或离线视频接入；
[0012](4)采用基于CNN的YOLO目标检测方法，实时检测是否存在东北虎目标；
[0013](5)若存在东北虎目标，则采用动物姿态估计方法，提取东北虎目标的实时姿态；
[0014](6)根据姿态估计参数，确定当前画面东北虎躯体的方向，自动提取东北虎躯干和后腿部位花纹图像；
[0015](7)连续提取若干组花纹图像数据，组成躯干部位花纹图像序列B1、B2、B3…
B
N
和后腿部位花纹图像序列L1、L2、L3…
L
N
，N为花纹图像序列的数量；
[0016](8)将躯干部位花纹图像序列输入到对应侧的躯干分类器中，得到躯干部位花纹图像序列的分类结果；将后腿部位花纹图像序列输入到对应侧的后腿分类器中，得到后腿部位花纹图像序列的分类结果；
[0017](9)融合躯干部位花纹图像序列的分类结果和后腿部位花纹图像序列的分类结果，得到东北虎个体分类结果。
[0018]进一步的，步骤(1)中，所述基准数据库中的数据，包括东北虎躯体左右两侧的躯干部位花纹和后腿部位花纹。
[0019]进一步的，步骤(2)中，所述基准数据库中左侧躯干部位花纹图像数据经过训练得到对应的分类器1，所述基准数据库中左侧后腿部位花纹图像数据经过训练得到对应的分类器2，所述基准数据库中右侧躯干部位花纹图像数据经过训练得到对应的分类器3，所述基准数据库中右侧后腿部位花纹图像数据经过训练得到对应的分类器4。
[0020]进一步的，步骤(9)具体包括以下步骤：
[0021]将躯干部位花纹图像序列输入到对应侧的躯干分类器中，得到躯干部位花纹图像序列的分类结果，即每幅躯干部位花纹图像输入到对应的分类器中均得到一个分类结果，则躯干部位花纹图像序列的分类结果由“个体标签+置信度”组成，记为：(R1,m1),(R2,m2)
…
(R
15
,m
15
)；
[0022]其中，15个东北虎个体对应的标签分别为R
i
，i＝1，2，
…
，15；设每个东北虎个体标签在躯干部位花纹图像序列的分类结果中出现的次数为S
i
，那么置信度m
i
，i＝1，2，
…
，15则表示该东北虎个体标签R
i
在躯干部位花纹图像序列的分类结果中出现的比重，即
[0023]同理，将后腿部位花纹图像序列输入到对应侧的后腿分类器中，得到后腿部位花纹图像序列的分类结果，因此，后腿部位花纹图像序列的分类结果由“个体标签+置信度”组成，记为：(R1,n1),(R2,n2)
…
(R
15
,n
15
)；
[0024]设每个东北虎个体标签在后腿部位花纹图像序列的分类结果中出现的次数为T
i
，那么置信度n
i
，i＝1，2，
…
，15则表示该东北虎个体标签R
i
在后腿部位花纹图像序列的分类结果中出现的比重，即
[0025]则最终的东北虎个体分类结果为(R1,p1),(R2,p2)
…
(R
15
,p
15
)，其中，置信度
[0026]当最高置信度符合标准设定要求时，最高置信度对应的东北虎个体标签即为最终的东北虎个体分类结果。
[0027]本专利技术的有益效果是：
[0028]本专利技术的一种东北虎个体识别方法，通过自动触发相机捕捉东北虎的影像，利用东北虎的身体条纹具有唯一性、不变性的特点，通过引入图像识别手段，根据影像上东北虎体侧、四肢、脸甚至尾巴上的条纹，可自动地实现可靠的东北虎个体识别。东北虎的体侧条纹和人类指纹一样具有唯一性的特点，即没有两只东北虎的纹理是一样的，除此之外东北虎条纹的纹理还具有不变性的特点，即东北虎从出生到死亡，它的纹理特性不随大小、体型而改变。因此，以东北虎的体侧条纹来进行个体识别具有一定的可靠性。
[0029]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0030]1)本专利技术的一种东北虎个体识别方法，不需要借助巡护员进行大量的数据巡检，也不需要借助狗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种东北虎个体识别方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)分别提取东北虎躯干和后腿部位花纹图像，建立东北虎个体的基准数据库；(2)根据基准数据库中的躯干和后腿部位花纹图像数据，训练得到基于密集卷积神经网络的分类器；(3)布设好相机，当东北虎经过时自动触发相机拍摄影像，实时视频流接入或离线视频接入；(4)采用基于CNN的YOLO目标检测方法，实时检测是否存在东北虎目标；(5)若存在东北虎目标，则采用动物姿态估计方法，提取东北虎目标的实时姿态；(6)根据姿态估计参数，确定当前画面东北虎躯体的方向，自动提取东北虎躯干和后腿部位花纹图像；(7)连续提取若干组花纹图像数据，组成躯干部位花纹图像序列B1、B2、B3…
B
N
和后腿部位花纹图像序列L1、L2、L3…
L
N
，N为花纹图像序列的数量；(8)将躯干部位花纹图像序列输入到对应侧的躯干分类器中，得到躯干部位花纹图像序列的分类结果；将后腿部位花纹图像序列输入到对应侧的后腿分类器中，得到后腿部位花纹图像序列的分类结果；(9)融合躯干部位花纹图像序列的分类结果和后腿部位花纹图像序列的分类结果，得到东北虎个体分类结果。2.根据权利要求1所述的一种东北虎个体识别方法，其特征在于，步骤(1)中，所述基准数据库中的数据，包括东北虎躯体左右两侧的躯干部位花纹和后腿部位花纹。3.根据权利要求2所述的一种东北虎个体识别方法，其特征在于，步骤(2)中，所述基准数据库中左侧躯干部位花纹图像数据经过训练得到对应的分类器1，所述基准数据库中左侧后腿部位花纹图像数据经过训练得到对应的分类器2，所述基准数据库中右侧躯干部位花纹图像数据经过训练得到对应的分类器3，所述基准数据库中右侧后腿部位花纹图像数据经过训练得到对应的分类器4。4.根据权利要求1所述的一种东北虎个体识别方法，其特征在于，步骤(9)具体包括以下步骤：将躯干部位...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡宇，左春婷，王金龙，黄艳金，
申请(专利权)人：中林信达北京科技信息有限责任公司，
类型：发明
国别省市：